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SISTEMAS PÚBLICOS DE DRENAGEM DEÁGUAS RESIDUAIS: ESTUDO COMPARATIVOENTRE O REGULAMENTO PORTUGUÊS E OBRASILEIROLUCAS DO AMARAL LISBOAdezembro de 2016

SISTEMAS PÚBLICOS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS: ESTUDOCOMPARATIVO ENTRE O REGULAMENTO PORTUGUÊS E O BRASILEIROLUCAS DO AMARAL LISBÔADissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau deMESTRE EM ENGENHARIA CIVIL – RAMO DE CONSTRUÇÕESOrientador: Prof. Doutor Tiago André AbreuCo-Orientador: Prof. Doutor Rolando Gaal Vadas (Universidade Presbiteriana Mackenzie)NOVEMBRO DE 2016

ÍNDICE GERALÍndice Geral . iiiResumo . vAbstract . viiAgradecimentos . ixÍndice de Texto . xiÍndice de Figuras. xiiiÍndice de Tabelas . xvAbreviaturas . xvii1INTRODUÇÃO . 12REVISÃO DA LITERATURA – o estado da arte. 73DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS. 114ESTUDO DE CASO – DIMENSIONAMENTO DE UMA REDE COLETORA . 335ANÁLISE COMPARATIVA . 576CONSIDERAÇÕES FINAIS. 65Referências Bibliográficas . 67iii

RESUMOAo redor do mundo encontramos diferentes normas e regulamentos para todas as áreas queenvolvem algum tipo de dimensionamento. Dependendo do local em estudo, critérios e fatoresdistintos são considerados. Neles estão inseridas experiências culturais e antropológicas de cadapaís que colaboram no desenvolvimento e na estruturação de um regulamento que se adequeas características e aos ideais daquele povo. Dificilmente encontraremos em países distintosregulamentos que sejam exatamente iguais e que adotem os mesmos critérios e limites. Aprópria formação geográfica de uma região pode influenciar nas considerações técnicas de umdocumento normativo. Esta dissertação traz uma análise de dois regulamentos distintos para odimensionamento de uma rede coletora de esgoto. Para esse efeito, foram analisadas asrespectivas normas no Brasil e em Portugal, visando comparar as semelhanças e as diferençasnos critérios e no modelo de dimensionamento sugerido por cada regulamento.Palavras-chave: normas, critérios, fatores, regulamento, limites, dimensionamento, rede coletora deesgoto, semelhanças, diferenças.v

ABSTRACTWe find around the world different rules and regulations for all areas involving some kind ofscaling. Depending on the location under study, different criteria and factors are considered.Over it, are embedded cultural and anthropological experiences of each country collaborating inthe development and structuring of a regulation that fits the characteristics and ideals of thepopulation. We hardly find in different countries regulations that are exactly alike and that adoptthe same limits and criteria. The geographical formation of a region can also influence thetechnical considerations of a normative document. This paper presents an analysis of twodifferent regulations for the design of a sewage disposal system. The regulations from Brazil andPortugal were analyzed, in order to compare the criteria similarities and differences.Keywords: rules, criteria, factors, regulation, limits, scaling, sewage disposal system, similarities,differences.vii

AGRADECIMENTOSÀ minha família, pela força e apoio.Aos professores Prof. Doutor Tiago André Abreu e Prof. Doutor Rolando Gaal Vadas, minhagratidão, por terem sido meus orientadores ao longo deste trabalho, com acompanhamentoe auxílio acadêmico.Aos meus amigos, pelo incentivo e apoio.ix

ÍNDICE DE TEXTO1.1OBJETIVOS. 41.1.1Objetivo geral . 41.1.2Objetivos específicos . 41.2JUSTIFICATIVA . 41.3METODOLOGIA . 41.4ESTRUTURA DO TRABALHO . 53.1OS TIPOS DE ÁGUAS RESIDUAIS . 113.2QUALIDADE DAS ÁGUAS . 113.3SISTEMAS DE COLETA DE ESGOTO . 143.4ESTUDO DA NORMA BRASILEIRA – NBR 9649/86. 173.4.13.5ESTUDO DA NORMA PORTUGUESA – RGSPPDADAR DECRETO REGULAMENTAR Nº 23/95. 263.5.14.1DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO – CRITÉRIOS (PORTUGAL) . 28EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DE UMA REDE COLETORA NO BRASIL . 344.1.14.2DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO – CRITÉRIOS (BRASIL) . 20SOLUÇÃO . 36EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DE UMA REDE COLETORA EM PORTUGAL . 494.2.1SOLUÇÃO . 495.1 ANÁLISE COMPARATIVA – Norma Brasileira e Norma Portuguesa . 576.1 CONCLUSÕES . 656.2 DESENVOLVIMENTOS FUTUROS . 66xi

ÍNDICE DE TEXTOxii

ÍNDICE DE FIGURASFigura 1 – Representação de uma rede de coleta de esgoto . 15Figura 2 – Representação de uma rede separativa de coleta de esgoto . 16Figura 3 – Esquematização de uma rede coletora de esgoto . 18Figura 4 - Corte esquemático de um TIL . 20Figura 5 - Planta para dimensionamento de uma rede coletora de esgoto . 35xiii

ÍNDICE DE TABELASTabela 1 - Comparação Sistema Separativa versus Sistema Unitário . 2Tabela 2 – Impurezas comuns na água . 13Tabela 3 – Custos percentuais das diversas partes da obra para a execução de redes de esgoto . 19Tabela 4 - Tabela para Dimensionamento e Verificação de Tubulações de Esgoto - Fórmula de Manningcom n 0.013. 42Tabela 5 - Determinação do Raio Hidráulico em Função de Y/D . 43Tabela 6 - Critérios: Norma Brasileira versus Regulamento Português . 58xv

ABREVIATURASABNTAssociação Brasileira de Normas TécnicasCONAMA Conselho Nacional do Meio AmbienteCPCaixa de PassagemDNDiâmetro NominalNBRNorma BrasileiraPEASARPlano Estratégico de abastecimento de Água e Saneamento de Águas ResiduaisPVPoço de VisitaPVCPolicloreto de PolivinilaRGSPPDADAR Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e deDrenagem de Águas ResiduaisTILTLTubo de Inspeção e LimpezaTerminal de Limpezaxvii

1 INTRODUÇÃOÁguas residuais é o termo utilizado para definir o produto da água após o uso humano, seja ele por usodoméstico, comercial ou industrial, quando apresenta significativas alterações de suas característicasiniciais. Também denominada de “esgoto” no meio informal, as águas residuais, em geral, contêmelevadas quantidades de matéria orgânica, assim como diversas substâncias poluentes que podem causardanos à saúde da população. Portanto, necessitam de um tratamento específico para serem devolvidasaos corpos receptores para que neste retorno, não contaminem os cursos d’água.Em paralelo com a água utilizada pelo ser humano, há um outro tipo de escoamento que precisa serdevidamente controlado pelos sistemas públicos para que não tenha consequências diretas no dia-a-diade uma cidade, o escoamento superficial proveniente da precipitação atmosférica, a “chuva”. Sem umadrenagem satisfatória, este escoamento pode gerar um grande transtorno, no caso da formação deinundações.Considerando as consequências dos fatores acima citados, torna-se fundamental a existência de umSistema de Drenagem de Águas Residuais que seja capaz de conduzir estes escoamentos para os devidoslocais de destino, sejam eles uma estação de tratamento de efluentes ou diretamente de volta para osrios. Neste processo de condução, os sistemas de drenagem são divididos em dois grupos: os Sistemas deDrenagem de Águas Residuais Domésticas (que englobam os resíduos domésticos, comerciais eindustriais) e os Sistemas de Drenagem de Águas Residuais Pluviais.No Brasil, o regulamento utilizado para dimensionar estes sistemas é a NBR 9649 de 1986, nomeado porProjeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitário. Em complemento a esta norma ainda existe a NBR 8160,de 1999, denominada Sistemas Prediais de Esgoto Sanitário - Projeto e Execução, a qual traz definiçõesdetalhadas de todos os componentes do subsistema de coleta e transporte de esgoto sanitário no Brasil.A NBR 9648, de 1986, também se adequa ao tema em estudo. Intitulada por Estudo de Concepção deSistemas de Esgoto Sanitário esta norma explica alguns itens importantes para a compreensão geral doassunto.Em Portugal, os critérios utilizados para dimensionamento destes sistemas de drenagem são encontradosno Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas1

CAPÍTULO 1Residuais (RGSPPDADAR – Decreto Regulamentar Nº 23/95 de 23 de Agosto) e, sobretudo, baseiam-se nocritério de velocidades admissíveis para que o escoamento funcione adequadamente.Segundo Marques e Sousa (2009) o dimensionamento hidráulico-sanitário em Portugal baseia-se em doiscritérios fundamentais:1. Verificação da capacidade de arrasto;2. Verificação das condições de velocidade de escoamento e de lâmina líquida.A capacidade de arrasto depende diretamente da inclinação das tubulações coletoras e do peso específicodo líquido transportado. Através deste conceito é possível identificar a importância do peso específico dolíquido em questão para o dimensionamento das tubulações. Este parâmetro pode diferir para diferentestipos de sistemas de drenagem, que, dependendo da qualidade das águas provenientes do uso humano,apresentam um sistema separado ou não do sistema de drenagem de águas pluviais. Classificam-se,portanto, os sistemas de drenagem de águas residuais em três grupos: Sistemas Unitários, SistemasSeparativos e Sistemas Mistos.Apesar de os sistemas unitários apresentarem um menor valor de investimento inicial assim como exigirprojetos mais simples, suas desvantagens são aparentes quando comparadas à sistemas separativos deáguas residuais domésticas/industriais de águas residuais pluviais. A Tabela 1 detalha bem as vantagense desvantagens de cada tipo de sistema:Tabela 1 - Comparação Sistema Separativa versus Sistema UnitárioFonte: https://fenix.tecnico.ulisboa.pt (2009)2

INTRODUÇÃOTanto no Brasil quanto em Portugal o tipo de sistema mais utilizado na construção das redes de drenagempara águas residuais é o sistema separativo. Os regulamentos adotam critérios para o dimensionamentodestes sistemas e, apesar de abordarem basicamente os mesmos princípios, diferem-se os valores decálculo de cada critério. Não