livro - coleta e tratamento de esgoto sanitário

Pedro Alem SobrinhoMilton Tomoyuki Tsutiya

N.Cbam. 628.3 A351c 2. ed.

Autor: Alem Sobrinho, PedrTtulo: Coleta e transporte de esgoto

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MILTON TOMOYUKI TSUTIYA

Engenheiro civil, formado em 1975 pela Escola Politcnica da Universidadede So Paulo, Recebeu os ttulos de Mestre em Engenharia, em 1984 e de Doutorem Engenharia em 1990 pela Escola Politcnica da USP. Iniciou suas atividadesacadmicas em 1982, no Departamento de Engenharia Hidrulica e Sanitria daEscola Politcnica daUSP; onde atualmente ocupa o cargo de Professor Doutorna rea de Saneamento: Ministrou vrios cursos de aperfeioamento e de exten-so em vrias cidades do Estado de So Paulo, principalmente para os engenhei-ros da SABESP. Tem mais de setenta trabalhos publicados nos mais variadosassuntos referentes aos sistemas de esgoto sanitrio e sistemas de abastecimentode gua.

funcionrio da SABESP desde 1976, onde iniciou como engenheiro jnior,ocupando posteriormente os cargos de coordenador de projeto, coordenador deplanejamento e coordenador de pesquisas e desenvolvimento tecnolgico. Parti-cipou de um grande nmero de estudos de concepo, projeto bsico e projetoexecutivo de sistemas de abastecimento de gua e de esgotos sanitrios e tambmde Planos Diretores. Na rea de pesquisa, tem atuado em temas relacionados coma reduo de custos operacionais e melhoria de eficincia dos sistemas de gua eesgoto.

\CAPTULO 1

SUMRIO

Sistemas de Esgotos

1.1. - Introduo " " 1l.2. - Tipos de sistemas de esgotos 2l.3. - Situao do esgotamento sanitrio no Brasil 4Referncias bibliogrficas "" .. 4\

CAPTULO 2

Concepo de Sistemas de Esgoto Sanitrio

2.1. - Definio e objetivos "."""." """ .."." """""""."" ..""" 52.2. - Partes de um sistema de esgoto sanitrio .." .." " " .. 52.3. - Regime hidrulico do escoamento em sistemas de esgoto 62.4. - Normas para projetos de sistemas de esgoto sanitrio 62.5. - Estudo de concepo de sistemas de esgoto sanitrio :.."."" ".". 7

2.5.1 - Dados e caractersticas da comunidade .""" " .."".""" 72.5.2 - Anlise do sistema de esgoto sanitrio existente ". 72.5.3 - Estudos demogrficos e de uso e ocupao do solo " ..""""" .. 72.5.4 - Critrios e parmetros de projeto """ "" .." 82.5.5 - Clculo das contribuies " " " " .." 82.5.6 - Formulao criteriosa das alternativas de concepo 92.5.7 - Estudo de corpos receptores " 92.5.8 - Pr-dimensionamento das unidades dos sistemas

desenvolvidos para a escolha da alternativa " .." 92.5.8.1 - Rede coletora " " .. 92.5.8.2 - Coletor tronco, intercepto r e emissrio 92.5.8.3 - Estao elevatria e linha de recalque " 1O2.5.8.4 - Estao de tratamento de esgoto 10

2.5.9 - Estimativa de custo das alternativas estudadas 112.5.10 - Comparao tcnico-econmica e ambiental dasaltemativas 112.5.11 - Alternativa escolhida "" " 112.5.12 - Peas grficas do estudo de concepo " 122.5.13 - Memorial de clculo 13

2.6. - Concepo da rede de esgoto sanitrio .." " " " 132.6.1 - Desenvolvimento da concepo nas diversas fases do projeto 132.6.2 - rgos acessrios da rede 142.6.3 - Concepo do traado da rede de esgotos 15

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CAPTULO 42.6.3.1 - Tipos de traado de rede 152.6.3.2 - A influncia dos rgos acessrios da rede no seu

traado 172.6.3.3 - Localizao da tubulao na via pblica 182.6.3.4 - Outros fatores que interferem no traado da rede de

coletores ; , 212.7. - Concepo dos interceptores 232.8. - Sistemas alternativos para coleta e transporte de esgoto sanitrio 24

2.8.1 - Sistema condominial 242.8.1.1 - Origem e aplicao 242.8.1.2 - Caractersticas tcnicas 272.8.1.3 - Comparao entre o sistema condominial e o

convencional : 272.8.2 - Redes de coleta e transporte de esgoto decantado 282.8.3 - Redes pressurizadas e a vcuo 29

2.8.3.1 - Redes pressurizadas 292.8.3.2 - Redes a vcuo 31

2.8.4 - Rede coletora de baixa declividade com autilizao dodispositivo gerador de descarga (DGD) 32

Referncias bibliogrficas .......................................................................... 34

Projeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitrio

4.1 - Introduo , 654.2 - Clculo das vazes de dimensionamento : 67

4.2.1 - Clculo das vazes totais 674.2.1.1 - Procedimento quando no existem medies de

vazo utilizveis no projeto 674.2.1.2 - Procedimento quando existirem hidrogramas

utilizveis no projeto 684.2.1.3 - Processo das reas edificadas 70

4.2.2 - Determinao das taxas de contribuio para clculo das redescoletoras 714.2.2.1 - Clculo das taxas de contribuio para redes simples 724.2.2.2 - Clculo das taxas de contribuio para redes dupla 724.2.2.3 - Clculo das taxas de contribuio para redes simples e

dupla 734.2.3 - Determinao das vazes de dimensionamento de cada

.trecho ...................................... : 774.3- Hidrulica dos coletores de esgoto 77

4.3.1 - Equaes gerais 774.3.2 - Equaes para clculo das perdas de carga 79

4.3.2.1 - Equaes gerais para condutos livres 794.3.2.2 - Perdas de carga localizadas 85

4.4 - Consideraes sobre o critrio da tenso trativa e autolimpeza doscoletores 86

4.5 - Consideraes sobre a velocidade crtica e o arraste de ar para olquido 94

4.6 - Critrios de dimensionamento 1024.6.1 - Regime hidrulico de escoamento ...................................... 1024.6.2 - Vazo mnima considerada para dimensionamento

hidrulico : 1024.6.3 - Dimetro mnimo 1024.6.4 - Dec1ividade mnima 1034.6.5 - Dec1ividade mxima 1034.6.6 - Lmina d'gua mxima 1034.6.7 - Lmina d'gua mnima 1044.6.8 - Velocidade crtica 1044.6.9 - Condies de controle de remanso 104

4.7 - rgos acessrios das redes coletoras , 1054.7.1 - Poos de visita lQ5

CAPTULO 3

Vazes de Esgotos

3.1 - Introduo ' 373.2 - Esgoto domstico 37

3.2.1 - Populao da rea de projeto 373.2.1.1 - Mtodos para o estudo demo grfico 393.2.1.2 - Populao flutuante 453.2.1.3 - Distribuio demogrfica 47

3.2.2 - Contribuio per capita e por economia 483.2.3 - Coeficiente de retorno: relao esgoto/gua 523.2.4 - Coeficientes de variao de vazo 53

3.3 - Infiltraes 573.4 - Despejos industriais 583.5 - Vazo de esgoto sanitrio 60Referncias bibliogrficas 61

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XIV

4.7.2 - Tubo de inspeo e limpeza ou poo de inspeo 1054.7.3 - Terminal de limpeza 1064.7.4 - Caixa de passagem 1104.7.5 - Degrau 1104.7.6 - Tubo de queda 1104.7.7 - Distncia entre singulares 11O

4.8 - Materiais das tubulaes de esgoto 1124.8.1 - Tubo cermico 1124.8.2 - Tubo de concreto 1134.8.3 - Tubo de plstico 114

4.8.3.1-TubosdePVC 1144.8.3.2 - Tubos de polietileno de alta densidade 1144.8.3.3 - Tubos de polister armado com fios de vidro 114

4.8.4 - Tubos de ferro fundido 1154.8.5 - Tubos de fibrocimento 1154.8.6 - Tubos de ao 115

4.9 - Ligaes prediais 1154.9.1 - Sistemas de ligaes 115

4.9.1.1 -Sistema ortogonal - ligao simples 1164.9.1.2 - Sistema ortogonal - ligaes mltiplas 1174.9.1.3 - Sistema radial - ligaes mltiplas 1194.9.1.4 - Ligaes utilizadas na Baixada Santista, Estado de

So Paulo 1214.9.2 - Dimensionamento da ligao predial 121

4.9.2.1 - Critrios de dimensionamento 1214.9.3 - Determinao da profundidade mnima do coletor pblico

para atender ligao predial 1264.10 - Projeto executivo de redes de esgotos 1274.11 - Software para projeto de rede coletora de esgoto 1324.12 - Programa para dimensionamento da rede coletora de esgoto 132

4.12.1 - Programa em excel 1334.12.2 - Programa em visual basic 141

4.13 - Exemplo de dimensionamento de uma rede coletora 141Referncias bibliogrficas 156

CAPTULO 5

Interceptore~ de Esgoto

5.1. - Introduo 1615.2. - Determinao de vazes 161

5.2.1 - Vazes de esgotos 161

XV

5.2.2 - Contribuio pluvial parasitria 1665.3. - Dimensionamento hidrulico 1675.4. - Traado do interceptor 1685.5. - Condies especficas a serem atendidas em projeto 1695.6. - Dimensionamento de um interceptor de esgotos 1695.7. - Remanso em interceptares 177

5.7.1 - Introduo 1775.7.2 - Equacionamento bsico 1775.7.3 - Tipos de curva de remanso 1805.7.4 - Determinao da curva de remanso 181

5.7.4.1 - Determinao das caractersticas geomtricas daseo 182

5.7.4.2 - Determinao da profundidade normal 1825.7.4.3 - Determinao da profundidade crtica 1835.7.4.4 - Determinao das profundidades nas sees 1845.7.4.5 - Determinao de perdas localizadas 184

5.8. - Materiais utilizados em interceptores 1865.9. - Poos de visita 1865.10.- Dissipadores de energia 187

5.10.1 - Alternativas adotadas para a dissipao de energia 1885.11 - Interligao de coletores de esgoto situados em cotas distintas 192Referncias bibliogrficas 199

CAPTULO 6

Sifes Invertidos

6.1. - Introduo 2016.2. - Hidrulica do sifo invertido ~2016.3. - Velocidades :: 2046.4. - Dimetro mnimo 2066.5. - Nmero de tubulaes 2066.6. - Perfil do sifo : 2066.7. - Cmaras visitveis 2076.8. - Ventilao ; 2076.9. - Extravasor 2096.10. - Materiais 2096.11. - Consideraes complementares 2096.12. - Exemplo de clculo - Projeto de um sifo invertido 210Referncias bibliogrficas 221

XVI XVII

CAPTULO 7 8.2.3.4 - Aplicabilidade dos medidores rea-velocidade 2628.3. - Medidores de vazo em condutos forados ~ 264

8.3.1 - Medidor Venturi 2648.3.2 - Outros sistemas de medio em condutos forados 265

~ . R~ferncias bibliogrficas 266

CAPITULO 9

Corroso e Odor em Sistemas de Coleta e Transporte de Esgoto Sanitrio

7. L - Introduo . " : 2237.2. - Sulfetos em esgoto sanitrio : 224

7.2.1 - Origem 2247.2.2 - Formas de sul fetos dissolvidos 2257.2.3 - Propriedades fsico-qumicas do H2S 2267.2.4 - Processo de formao de sul fetos na coleta e transporte de

esgoto sanitrio 2267.2.5 - Previso de ocorrncia de sufetos em tubulaes de esgoto 228

7.3. - Corroso causada por sulfeto de hidrognio 2297.3.1 - O processo de corroso por sulfeto de hidrognio 2297.3.2 - Controle de corroso por sulfeto de hidrognio 231

7.4. - Odor e outros efeitos devidos aos gases em esgoto sanitrio 2357.4.1 - Ocorrncia dos gases e odores caractersticos 2357.4.2 - Outros efeitos dos gases no esgoto sanitrio 2357.4.3 - Controle dos gases de esgoto 236 .

Referncias bibliogrficas 238

Elevatrias de Esgoto Sanitrio - Sistemas de Bombeamento

9.1. - Introduo 2679.2. - Perodo de projeto 2689.3. - Vazes de projeto 2699.4. - Bombas utilizadas em elevatrias de esgoto 269

9.4.1 - Bombas centrfugas 2699.4.1.1 - Classificao das bombas centrfugas 2709.4.1.2 - Recomendaes para o recalque de esgotos com

bombas centrfugas 2749.4.2 - Bombas parafuso , 2759.4:3 - Ejetores pneumticos 2769.4.4 - Limites de aplicao para os vrios dispositivos de

bombeamento de esgoto 2789.5. - Motores para o acondicionamento das bombas 278

9.5.1 - Motores de corrente alternada 2799.5.1.1 - Motor sncrono 2799.5.1.2 - Motor de induo 280

9.5.2 - Motores de combusto interna 2889.6. - Seleo de conjuntos elevatrios 289

9.6.1 - Bombas centrfugas 2899.6.1.1 - Grandezas e curvas caractersticas das bombas e dos

sistemas 2899.6.1.2 - Escolha das bombas e determinao do ponto de

operao do sistema elevatrio 2989.6.2 - Bombas parafuso 3009.6.3 - Seleo de motores 302

9.7. - Nmero de conjuntos elevatrios 3059.8. - Sistema de controle de operao das bombas 3069.9. - Variador de rotao das bombas 3109.10. - Painel de comando eltrico 312Referncias bibliogrficas 313

CAPTULO 8

Medio de Vazo de l!:s~oto

8.1. - Introduo 2398.2. - Medidores de vazo em condutos livres 239

8.2.1 - Vertedores 2398.2.1.1 - Classificao dos vertedores 2418.2.1.2 - Vertedores de soleira espessa 2438.2.1.3 - Vertedores de soleira delgada 2458.2.1.4 - Vertedores triangulares 2488.2.1.5 - Vertedor trapezoidal 2518.2.1.6 - Vertedor sutro ou proporcional 252

8.2.2 - Calhas 2538.2.2.1 - Introduo 2538.2.2.2 - Calhas Parshall 2548.2.2.3 - Calhas Palmer-Bowlus 256

8.2.3 - Medidores rea x velocidade 2578.2.3.1 - Efeito Dopller 2588.2.3.2 - Eletromagnticos 2598.2.3.3 - Tempo de trnsito 260

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CAPTULO 10 CAPTULO 11

Projeto de Estaes Elevatrias de Esgoto Sanitrio Transitrios Hidrulicos em Estaes Elevatrias

10.1 - Localizao das estaes elevatrias .." " 31510.2 - Classificao das elevatrias " 31510.3 - Tipos de elevatrias " " 31610.4 - Elevatrias .com ejetores pneumticos " " ." 31710.5 - Elevatrias com bombas parafuso " 32110.6 - Elcvatrias convencionais " " 321

10.6.1 - Classificao " " " " .." " " 32110.6.2 - Elevatrias convencionais de poo seco " 32410.6.3 - Elevatrias convencionais de poo mido 324

10.7 - Poo de Suco " " " 34310.7.1 - Dimensionamento do poo de suco " "" .. 344

10.7.1.1 - Dimensionamento do poo de suco para bombasde rotao constante ." " " 344

10.7.1.2 - Dimensionamento do poo de suco para bombasde rotao varivel " " 356

. 10.7.2 - Formas e dimenses do poo de suco '; " " .." 36210.7.3 - Vrtices em poo de suco "." :" " " 363

10.7.3.1 - Gerao de vrtices .."." " 36410.7.3.2 - Tipos de vrtices " " """ .." .." " .. 36610.7.3.3 - Mtodos para o controle dos vrtices 369

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10.8.1 - Tubulaes de suco " .." 39210.8.2 - Barrilete " 39310.8.3 - Tubulaes de recalque " " "." 39510.8.4 - Materiais das tubulaes "." " 402

10.9 _Vlvulas 40410.10 - Remoo de slidos grosseiros " " " " 40910.11- Unidades complementares " 41710.12 - Solues de emergncia na falta de energia eltrica " 41710.13 - Exemplo de dimensionamento de uma estao elevatria de esgoto

sanitrio 419Referncias bibliogrficas " 447

11.1. - Introduo " "" 45111.2. - Descrio do fenmeno " 451

11.2.1 - Fechamento instantneo da vlvula " "" 45211.2.2 - Fechamento no instantneo da vlvula " " .." " 45411.2.3 - Parada de uma bomba "." " 45511.2.4 - Separao de coluna lquida 456

11.3. - Equaes bsicas " 46011.4. - Mtodos de controle de transitrios hidrulicos " 465

11.4.1 - Vlvula de reteno junto bomba " " 46611.4.2 - Vlvula reguladora de presso 46711.4.3 - Vlvulas de admisso e sada de ar 46711.4.4 - Volante de inrcia 46811.4.5 - Tanque alimentador unidirecional (TAU) " 47011.4.6 - Chamin de equilbrio " 47211.4.7 - Reservatrio hidropneumtico (RHO) " 474

Referncias bibliogrficas :" 477

CAPTULO 12

Gis e Modelagem Hidrulica - Gerenciando o Sistema de Coleta eTransporte de Esgotos

12.1. - Modelagem hidrulica " 47912.2. - Sistema de informaes geogrficas - GIS 482

12.2.1 - Conceito 48212.2.2 - Aplicaes d GIS na engenharia 48312.2.3 - Utilizao de modelagem hidrulica associada a um sistema

de informaes geogrficas (GIS) .: : :." 48712.2.4 - Facilidades alcanadascom o uso dos Softwares de.

modelagem associados a um GIS : 490Referncias bibliogrficas " 492

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Anexo IVelocidade de Autolimpeza para o Dimensionamento das Tubulaes

de Esgoto 493

Anexo IIComparao entre o Critrio da Tenso Trativa e o da Velocidade

de Autolimpeza 503

Anexo IIIVelocidade Crtica - Aplicaes para o Dimensionamento das Tubulaes

de Esgoto 513

Anexo IVPrograma para Dimensionamento da Rede Coletora de Esgoto em

Visual Basic 525

CAPTULO

SISTEMAS DE ESGOTOS

1.1. INTRODUOAs referncias relativas a esgotamento sanitrio consideram a Cloaca Mxima

de Roma, construda no sculo 6 antes de Cristo como o primeiro sistema de esgotoplanejado e implantado no mundo. A Cloaca Mxima recebia parte dos esgotosdomsticos das reas adjacentes ao frum Romano e propiciava a drenagem su-perficial de uma rea bem maior, essencial para o controle da malria.

Ao longo do tempo, o crescimento das comunidades, particularmente na Ingla-terra e no continente europeu levou a uma situao em que a disposio dos excretasdas populaes se tomou impraticvel. Isto levou ao uso de privadas onde os excretasse acumulavam. Esta soluo apresentava problemas de odores indesejveis e tam-bm criou srios problemas de disposio dos excretas acumulados nessas priva-das.

Estruturas similares aos drenos Romanos eram utilizados na Europa medieval,porm, o lanamento de excretas humanos nesses condutos era terminantementeproibido. Como resultado, os excretas eram dispostos nas ruas, at que a prximachuva, ou lavagem das ruas os levasse para os condutos de drenagem pluvial e osdescarregassem no curso de gua mais prximo.

Embora a privada com descarga hdrica tivesse sido inventada em 1596, por SirJohn Harington, o seu uso generalizado demorou bastante a ocorrer. O uso deprivadas com descarga hdrica, associada produo industrial de tubulaes deferro fundido, agravaram os problemas de disposio dos esgotos e, juntamentecom as epidemias ocorridas no sculo 19, foram fatores fundamentais para que acoleta e o afastamento de esgotos domsticos merecessem a adequada ateno dasautoridades. ',

Seguindo a prtica Romana, os primeiros sistemas de esgotos, tanto na Europacomo nos Estados Unidos foram constru dos para coleta e transporte de guaspluviais. Foi somente em 1915 que se autorizou, em Londres, o lanamento deefluentes domsticos nas galerias de guas pluviais e, em 1847 tomou-se compuls-rio o lanamento de todas as guas residurias das habitaes nas galerias pblicasde Londres (Azevedo Netto, et aI. 1983). O sistema de galerias de Londres, cons-truido sem planejamento, apresentou srios problemas operacionais e em 1855 seiniciou o desenvolvimento de um sistema coletor de esgotos adequado para a cidade.

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2 COLETA E TRANSPORTE [)EESGOTO SANITt\RIO SISTEMAS [)E ESGOTOS 3

Um dos mais significativos avanos em projeto e construo de sistema deesgotos se deu em 1842, em Hamburgo, na Alemanha. Aps um incndio quedestruiu parte da cidade, pela primeira vez um novo sistema de coleta e transportede esgotos (pluvial mais domstico) foi projetado de acordo com as modernasteorias da poca.

Esses sistemas de esgotos, recebendo contribuies pluviais, domsticas e even-tualmente industriais, denominados depois de sistema unitrio de esgotamento, fo-ram rapidamente sendo implantados em cidades importantes destacando-se Boston(1833), Rio de Janeiro (1857), Paris (1880), Bueno Aires, Viena etc.

O sistema de esgotamento unitrio foi desenvolvido e teve bom desempenho,em regies frias e subtropicais, com baixo ndice de pluviosidade, atendendo cida-des com ruas pavimentadas e com bom nvel econmico, que permitia assegurarrecursos financeiros importantes para obras pblicas. Para implantao na cidadedo Rio de Janeiro, que tinha limitaes de recursos financeiros, muitas reas nopavimentadas, casas ocupando grandes lotes, com reas e ptios internos de dificilesgotamento pluvial e particularmente com chuvas de alta intensidade, os inglesesse viram obrigados a implantar um sistema de esgotos mais econmico, fazendomodificaes em relao ao sistema de esgotamento unitrio tradicional.

De acordo com Azevedo Netto et al (1983) o sistema implantado no Rio deJaneiro, que foi posteriormente designado do "Separador Parcial" recebia e condu-zia as guas de chuva precipitadas no interior dos prdios, em reas pavimentadas,alm de esgotos domsticos.

Em 1879, nos estados Unidos, o Eng. George Waring foi contratado para proje-tar o sistema de esgotos de Memphis e, aps concluir que o sistema de esgotamen-to sanitrio teria um custo de implantao muito elevado para as condies locais,props que as guas residurias urbanas fossem coletadas e transportadas em umsistema totalmente separado daquele destinado s guas pluviais. Este sistema deesgotos veio a ser denominado de separador absoluto e permitia o esgotamento dasguas residurias, com vazes bem menores, resultando em obras de menor porte econsequentemente de menor custo, resolvendo o problema mais grave de sanea-mento da cidade.

O sucesso do sistema separador absoluto de esgotos foi amplamente reconheci-do e muitos dos sistemas implantados a partir de ento foram desse tipo.

que penetra no sistema atravs de tubulaes e rgos acessrios) e uuaspluviais veiculam por um nico sistema. b

b) Sistema de esgotamento separadorparcial, em que uma parcela das guas dechuva, provenientes de telhados e ptios das economias so encaminhadasjuntamente com as guas residurias e guas de infiltrao do subsolo paraum nico sistema de coleta e transporte dos esgotos.

c) Sistema separador absoluto, em que as guas residurias (domsticas e in-dustriais) e as guas de infiltrao (gua do subsolo que penetra atravs dastubulaes e rgos acessrios), que constituem o esgoto sanitrio, veiculamem um sistema independente, denominado sistema de esgoto sanitrio. Asguas pluviais so coletadas e transportadas em um sistema de drenagempluvial totalmente independente.

No Brasil, basicamente utiliza-se o sistema separador absoluto e este livro trataexclusivamente do sistema de coleta e transporte de esgoto sanitrio.

Os principais aspectos que levaram predominncia da construo de sistemasde esgoto sanitrio, so os que se seguem. (Azevedo Netto et al, 1983): .

No sistema unitrio, ou combinado a mistura de guas residurias com as plu-viais prejudica e onera consideravelmente o tratamento de esgotos. Toma-se neces-sria a construo de grandes sedirnentadores para uma grande parte do caudal quedeixa de sofrer a depurao biolgica, enquanto que a outra parcela submetida aotratamento secundrio se apresenta com variados graus de diluio, o que prejudi-cial.

Alm desse aspecto h outros fatores relativos ao sistema combinado que de-vem ser considerados:

1.2. TIPOS DE SISTEMAS DE ESGOTOS

O sistema exige desde o incio investimentos elevados, devido s grandesdimenses dos condutos e das obras complementares;

A aplicao dos recursos precisa ser feita de maneira mais concentrada,reduzindo a flexibilidade de execuo programada por sistema;

As galerias de guas pluviais, que em nossas cidades so executadas em 50%ou menos das vias pblicas, tero de ser construdas em todos os logradouros;

O sistema no funciona bem em vias pblicas no pavimentadas, que seapresentam com elevada freqncia em nossas cidades;

As obras so de execuo mais dificil e mais demorada.Conforme apresentado anteriormente, os sistemas de esgotos urbanos podem

ser de trs tipos:

a) Sistema de esgotamento unitrio, ou sistema combinado, em que as guasresidurias (domsticas e industriais), guas de infiltrao (gua de subsolo

4 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITRIO

o sistema separador absoluto, ao contrrio, oferece reconhecidas vantagens;

Custa menos, pelo fato de empregar tubos mais baratos, de fabricao industrial(manilhas, tubos de PVC etc.);

.' Oferece mais flexibilidade para a execuo por etapas, de acordo com as priori-dades (prioridade maior para a rede sanitria); . e, .

Reduz consideravelmente o custo do afastamento das gua pluviais, pelo fato depermitir o seu lanamento no curso de gua mais prximo, sem a necessidade detratamento;

No se condiciona e nem obriga a pavimentao das vias pblicas; Reduz muito a extenso das canalizaes de grande dimetro em uma cidade,

pelo fato de no exigir a construo de galerias em todas as ruas; No prejudica a depurao dos esgotos sanitrios.

Por outro lado, para o sucesso do sistema de esgoto sanitrio implantado necess-rio um eficiente controle para se evitar que a gua pluvial, principalmente provenientedos telhados e ptios das economias esgotadas, sejam encaminhadas, junto com asguas residurias, para esse sistema de esgoto.

Tem-se notado que, em grande parte das cidades brasileiras, tal controle no existe: .

1.3. SITUAO DO ESGOTAMENTO SANITRIO NO BRASIL

O Brasil, com populao total de.cerca de 160milhes & habitantes apresenta umimenso deficit de atendimento no que refere ao esgotamento sanitrio. Estima-se que,jao final do sculo 20, pouco mais de 30% da populao seja atendida por sistema decoleta e afastamento de esgoto, sendo que menos de 10% da populao tem esgototratado.

No Estado de So Paulo, o mais bem servido por sistemas de esgoto sanitrio dopas, cerca de 65% de sua populao atendida por redes coletoras de esgotos.

Esses nmeros indicam que muitas obras de coleta e transporte de esgotos deveroser constru das no pas, para a melhoria de qualidade de vida de sua populao.

REFERNCIAS BffiUOGRFICAS

AZEVEDONETO, J.M.; BOTELHO, M.H.C.; GARCIA, M. - A Evoluo dos Sistemasde Esgotos - Engenharia Sanitria, voI. 22, n" 2, p. 226 - 228 - 1983. I '.

FUHRMAN, R.E. - History of Water Pollution ControI. JWPCF, voI.56, n04, p. 306 -313, 1984.

METCALF & EDDY, 1NC. - Wastewater Engineering: Colletion and Pumping ofWastewater.McGraw-Hill Book Company, New York, 1981.

CAPTULO 2..,

CONCEPO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITRIO'

2.1. DEFINIO E OBJETIVOS

Entende-se por concepo de um sistema de esgoto sanitrio, o conjunto deestudos e concluses referentes ao estabelecimento de todas as diretrizes, parmetrose definies necessrias e suficientes para a caracterizao completa do sistema aprojetar. .

No conjunto de atividades que constitui a elaborao do projeto de um sistemade esgoto sanitrio, a concepo elaborada na fase inicial do projeto.

Basicamente, a concepo tem como objetivos:

'. identificao e quantificao de todos os fatores intervenientes com o siste-ma de esgotos; . .

diagnstico do sistema existente, considerando a situao atual e futura, estabelecimento de todos os parmetros bsicos de projeto; pr dimensionamento das unidades dos sistemas, para as alternativas

selecionadas;. escolha da alternativa mais adequada mediante a comparao tcnica, eco-

nmica e ambiental, entre as alternativas; estabelecimento ds diretrizes gerais de projeto e estimativa das quantidades

de servios que devem ser executados na fase de projeto.

O estudo de concepo pode, s vezes, ser precedido de um diagnstico tcni-co e ambiental da rea em estudo ou, at mesmo, de um Plano Diretor da bacia /hidrogrfica. . .

2.2. PARTES DE UM SISTEMA DE ESGOTO SANITRIO

A copcepo do sistema dever estender-se s suas diversas partes, relaciona-das e definidas a seguir:

rede coletora: conjunto de canalizaes destinadas a receber e conduzir osesgotos dos edificios; o sistema de esgotos predial se liga diretamente rede

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coletora por uma tubulao chamada coletor predial, A rede coletora com-posta de coletores secundrios, que recebem diretamente as ligaes predi-ais, e, coletores tronco. O coletor tronco o coletor principal de uma baciade drenagem, que recebe a contribuio dos coletores secundrios, condu-zindo seus etluentes a um interceptor ou emissrio.

o interceptor: canalizao que recebe coletores ao longo de seu comprimento,no recebendo ligaes prediais diretas;

emissrio: canalizao destinada a conduzir os esgotos a um destino conve-niente (estao de tratamento e/ou lanamento) sem receber contribuiesem marcha;

sifo invertido: obra destinada transposio de obstculo pela tubulao deesgoto, funcionando sob presso;

corpo de gua receptor: corpo de gua onde so lanados os esgotos; estao elevatria: conjunto de instalaes destinadas a transferir os esgotos

de uma cota mais baixa para outra mais alta; estao de tratamento: conjunto de instalaes destinadas depurao dos

esgotos, antes de seu lanamento.

NB 568 - Projeto de Interceptores de Esgoto Sanitrio, que estabelece con-dies de elaborao de projeto e dimensionamento de interceptores de grandeporte, promulgada em 1989;

NB 569 - Projeto de Estaes Elevatrias de Esgoto Sanitrio, que estabele-ce condies para a elaborao de projeto hidrulico sanitrio de estaeselevatrias de esgoto sanitrio com emprego de bombas centrfugas, promul-gada em 1989;

NB 570 - Projeto de Estaes de Tratamento de Esgoto Sanitrio, que esta-belece condies para a elaborao de projeto hidrulico-sanitrio de esta-es de tratamento de esgotos, promulgada em 1990.

2.5. ESTUDO DE CONCEPO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITRIO

Para o estudo d~ concepo de sistemas de esgoto sanitrio, so necessrios odesenvolvimento de uma srie de atividades, sendo as principais listadas a seguir.

2.5.1. Dados e caractersticas da comunidade

2.3. REGIME HIDRULICO DO ESCOAMENTO EM SISTEMAS DEESGOTO

localizao; infra-estrutura existente; cadastro atualizado dos sistemasde abastecimento de gua, de esgoto sanit-

rio.de galerias de guas pluviais, de pavimentao, de telefone, de energiaeltrica etc.:

condies sanitrias atuais; ndices estatsticos de sade; ocorrncias demolstais de origem hdrica;

estudos, projetos e levantamentos existentes.

As canalizaes dos coletores e interceptores devem ser projetadas para funcio-narem sempre como condutos livres. Os sifes e linhas de recai que das estaeselevatrias funcionam como condutos forados. Os emissrios podem funcionarcomo condutos Iivres ou forados, no recebendo contribuies em marcha; socondutos forados no caso de linhas de recalque e emissrios submarinos.

2.4. NORMAS PARA PROJETOS DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITRIO 2.5.2. Anlise do sistema de esgoto sanitrio existente

No ano de 1985, a ABNT iniciou a reviso de projetos de normas para ossistemas de esgoto sanitrio por comisses de tcnicos de diversas entidades comoa SABESP, CETESB, CEDAE, SANEPAR, COPASA etc., dando origem s Nor-mas Brasileiras da ABNT que esto relacionadas a seguir:

Descrio do sistema identificando todos os elementos, com anlise pormenori-zada das partes consttuintes, baseadas no cadastro e informaes existentes. De-ver constar tambm: rea atendida, populao esgotvel por bacia contrib~ou nvel de atendimento; a contrihl.~-pit":'cfi~e- ser c'!lc.i!lta_e.JIL.fun@Q,_d.~conSUl'nofaturado ..Identificar o nmero de ligaes por categoria, assim como oseu consumo. NBR 9648 - Estudo de Concepo de Sistemas de Esgoto Sanitrio, que

estabelece terminologia e condies gerais para este tipo de estudo, promul-gada em 1986;

NBR 9649 - Projeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitrio, que estabeleceterminologia e critrios de dimensionamento para elaborao de projeto hi-drulico-sanitrio de redes coletoras de esgoto sanitrio, promulgada em 1986;

2.5.3. Estudos demogrfieos e de uso e ocupao do solo

Para a definio da rea de atendimento devero ser observados os seguintesaspectos:

8 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITRIC INTERCEPTaRES DE ESGOTO 9

dados censitrios;catalogao dos estudos populacionais existentes;

pesquisa de campo; levantamento da evoluo do uso do solo e zoneamento dacidade;

anlise scio-econmica do municpio, bem como o papel deste na regio; plano diretor da cidade, sua real utilizao e diretrizes futuras; projeo da populao urbana baseada em mtodos matemticos, analticos,

comparativos e outros (ano a ano); anlise e concluso das projees efetuadas; distribuio da populao e

suas respectivas densidades por zonas homogneas e por sub-bacias de es-gotamento.

2.5.6. Formulao criteriosa das alternativas de concepo

As concepes estudadas devem ser descritas apresentando todas as unidadescomponentes do sistema. Devero ser analisadas alternativas de aproveitamentototal e/ou parcial do sistema existente. Para cada alternativa devem ser levantadosos impactos ambientais negativos e positivos, os quais devero ser devidamentelevados em considerao na seleo da alternativa, avaliando, tambm, os aspectoslegais junto s entidades competentes.

As desapropriaes previstas devero ser convenientemente avaliadas.

2.5.7. Estudo de corpos receptores

2.5.4. Critrios e parmetros de projeto Caracterizar os possveis corpos receptores quanto a: vazes caractersticas,cota de inundao, condies sanitrias e usos de montante c jusantc atuais e futu-ros. Devem ser verificados os aspectos lcgaisprcvistos na Resoluo n 20 doCONAMA e das legislaes estaduais. Para a verificao das condies sanitrias,devem ser realizadas anlises de laboratrio nos pontos de interesse.

Devem ser realizados estudos sobre a avaliao das cargas remanescentes dofuturo tratamento de esgoto diante da capacidade assimiladora dos corpos recepto-res (auto-depurao) e de seus usos ajusante, atuais e futuros.

Os critrios e parmetros de projeto a serem utilizados, listados a seguir, deve-ro ser considerados e devidamente justificados.

consumo efetivo "per capita"- em funo do consumo medido, efetuar apreviso da evoluo desse parmetro;coeficientes de variao de vazo (K1, K2, K3);

coeficiente de contribuio industrial; coeficiente de retomo esgoto/gua; taxa de infiltrao; carga orgnica dos despejos domstico e industriais; nveis de atendimento no perodo de projeto; alcance do estudo igual a 20 anos (justificar nos casos excepcionais); coeficiente: habitantes/ligao.

2.5.8. Pr-dimensionamento das unidades dos sistemas desenvolvidos para aescolha da alternativa

2.5.8.1. Rede coletora

estudo das bacias e sub-bacias de contribuio; estudo de traados de rede; pr-dimensionamento hidrulico-sanitrio das tubulaes principais; identificao de tubulaes, peas e acessrios (definio do material).

Deve ser elaborada uma pesquisa das contribuies das indstrias existentes eem funo desses valores estimar a sua evoluo. Neste caso, o rgo ambientaltambm dever ser consultado. Para reas onde ainda no h indstrias implanta-das, deve-se adotar o coeficiente de vazo industrial (l/s x ha), verificando no PlanoDiretor ou junto Prefeitura Municipal, o tipo de indstria a ser implantado.

2.5.8.2. ~oletor tronco, interceptor e emissrio

2.5.5. Clculo das contribuies alternativas de traado; estudo tcnico-econmico de alternativas; definio do traado; pr-dimensionamento hidrulico-sanitrio de tubulao, peas e acessrios; identificao das tubulaes, peas e acessrios (definio do material); identificao de travessias de rios, rodovias, ferrovias, de faixas de servido/

desapropriao e reas de proteo ambiental; identificao de interferncias e pontos notveis.

Os clculos das contribuies domstica, industrial e de infiltrao, devero serapresentadas ano a ano, e por bacia ou sub-bacia, quando pertinente. Esses clcu-los sero detalhados no captulo 3 referente a vazes de esgotos; bem como nocaptulo 4 referente ao projeto de redes coletora e no captulo 5 referente ainterceptores.

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10 COLETA ETRANSPORTE DE ESGOTO SANITRIO

2.5.8.3. Estao clevatria e linha de recalque

estudo tcnico-econmico de alternativas; pr-dimensionamento do poo de suco da elevatria, dimenses e formas

geomtricas;o pr-dimensionamento dos conjuntos elevatrios incluindo curvas caracteris-

ticas da bomba e do sistema; pr-dimensionamento hidrulico-sanitrio de tubulaes, peas e acessrios; identificao das tubulaes, peas e acessrios (definio do material); identificao de travessias de rios, rodovias, ferrovias, de faixa de servido/

desapropriao e reas de proteo ambiental; identificao de rede de energia eltrica no local, indicando suas caractersti-

cas: identificao de interferncias e pontos notveis.

2.5.8.4. Estao de tratamento de esgoto

identificao do corpo receptor com caracterizao de sua classificao, se-gundo a legislao federal, estadual e municipal;

.estudos hidrolgicos com caracterizao de vazes mximas, mdias e mni-mas e identificao de nveis de inundao;

estudo de auto-depurao do corpo receptor para determinao de nveis deOBO e 00, colimetria e outros parmetros quando necessrio, a jusante doponto de lanamento;

determinao do grau de tratamento de esgoto; relatrio de sondagens com parecer tcnico; pr-dimensionamento hidrulico-sanitrio das unidades das alternativas de

ETEs; estudo tcnico-econmico de alternativas; estudo da locao da ETE em funo da topografia; identificao de rede de energia eltrica no local, indicando suas caractersti-

cas; estudo de jazidas para emprstimo: localizao, acesso, sondagens, desapro-

priao e consideraes sobre a recuperao da rea envolvida; . avaliao quanto a planos e programas governamentais existentes que pos-

sam interferir com o futuro empreendimento; identificao das reas de desapropriao; reas de bota-fora; identificao das tubulaes, peas, acessrios, equipamentos etc (definio

do material); tratamento dos lodos.c

CONCEPO DE SISTEMAS DE ESGOTO SAl\:ITRIO 11

aproveitamento e disposio final dos biosslidos; disposio final do efluente tratado; identificao de limites de reas de proteo ambiental e suas interfaces com

o futuro empreendimento; definio de vias de acesso ao futuro empreendimento.

2.5.9. Estimativa de custo das alternativas estudadas

Para a estimativa de custo das alternativas devero ser consideradas as obras deI" etapa, subdivididas em obras de implantao imediata e obras de complernentaoda I' etapa, e tambm, obras de 2' etapa. As planilhas de oramento, mernorial declculo do oramento e eventuais composio de custos de servios e propostas demateriais e equipamentos, com a data base definida, faro parte da apresentao docusto das alternativas.

2.5.10. Comparao tcnico-econmica e ambiental das alternativas

A definio da concepo mais econmica ser efetuada atravs de instruodo rgo financiador, Para a Caixa Econmica Federal est em vigor a instruoCOSAN 1(estudo tcnico-econmico e financeiro). . '.

cotejo entre as alternativas dever apresentar o elenco de vantagens e des-vantagens sobre os aspectos tcnico, econmico e arnbiental, apresentando-se aseventuais interfaces com reas de proteo ambiental e/ou planos e programasexistentes da iniciativa privada e/ou governamental.

Dever ser apresentada para cada alternativa o elenco de medidas rnitigadorase/ou compensatrias.

Escolhida a alternativa, apresentar o diagnstico da situao atual e o progns-tico esperado com e sem a implantao do empreendimento, mostrando os impac-tos negativos e positivos associados s fases de construo, operao, desapropriao,interferncias no trnsito, sinalizao etc.

O estudo de concepo dever fornecer informaes que subsidiem a eventualnecessidade da elaborao do Relatrio Arnbiental Preliminar (RAP), para a obten-o do licenciamento ambiental do sistema de esgoto.

2.5.11. Alternativa escolhida

Para a alternativa escolhida dever ser elaborado o projeto hidrulico-sanitriodas unidades do sistema. O projeto dever conter alm dos estudos j elaborados,os estudos discriminados a seguir, obedecendo-se no que couber as normas tcni-cas brasileiras. Para todas as unidades do sistema a ser projetado, devem ser reali-

CONCEPO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITRlO 1312 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITRIO

2.5.13. Memorial de clculozados os levantamentos topogrficos e investigaes geotcnicas acompanhadosdos seus respectivos relatrios, bem como a delimitao de reas a serem desapro-priadas, faixas de servido e reas de proteo ambienta!.

Devero ser apresentados em texto e em plantas todos os elementos constituin-tes das unidades e das obras lineares previstas, de modo a possibilitar a caracteriza-o da futura obra, devendo conter informaes seguras como do tipo de fundao,movimento de terra, escoramentos, equipamentos eletro-mecnicos, estrutura, m-todo construtivo, jazidas, permitindo a correta previso oramentria e viso globaldas atividades, relativas a futura obra.

Faro parte do estudo de concepo, os memoriais de clculo de pr-dimensio-namento das unidades dos sistemas das concepes estudadas. Abrange todas asespecialidades envolvidas:

hidrologia; hidrogeologia; hidrulica; eletro-mecnica; processos; oramento etc.2.5.12. Peas grficas do estudo de concepo

2.6. CONCEPO DA REDE DE ESGOTO SANlT RIO Planta da cidade ou do municpio com a localizao da rea de planejamentodo sistema - escala I: 10 000 ou I: 5 000;

Planta do sistema de abastecimento de gua existente - escala I: 10 000 ou1:5000;

Planta do sistema de esgotos sanitrios existente - escala 1: 10 000 ou 1: 5 000; Planta de pavimentao - escala I: 10 000 ou 1: 5 000; .. Planta de galerias de guas pluviais existentes - escala 1: 10 000 ou 1: 5 000; Planta do sistema de energia eltrica existente - escala 1: 1O000 ou 1:5.000; Planta com cadastro de dutos subterrneos de outras concessionrias de

servios pblicos (gs, telefone etc) - 1: 1O000 ou 1:5000; Planta de localizao de indstrias ou cargas de grandes contribuintes - esca-

la 1:1O000 ou 1:5000; Planta de reas de planejamento com delimitaes dos setores - escala I: 10000

ou 1:5000; Planta de zonas de densidades homogneas e de uso e ocupao do solo,

atual e futura - escala 1: 10 000 ou 1:5 000; Planta das concepes com as vrias alternativas - escala 1:10 000 ou \:5000; Plantas e cortes do pr-dimensionamento hidrulico das partes constitutivas

das altemativas estudadas - escala conveniente; Perfil hidrulico da estao de tratamento de esgoto e quando necessrio, de

outras unidades - escala conveniente; Planta de localizao da rea de jazida de emprstimo e bota-fora - escala

conveniente; Planta do sistema proposto - escala I: 10 000 ou 1:5 000.

2.6.1. Desenvolvimento da concepo nas diversas fases do projeto

As principais atividades desenvolvidas no estudo de concepo relativas redecoletora so:

estudo da populao da cidade e de sua distribuio na rea; delimitao emplanta dos setores de densidades demo grficas diferentes;

estabelecimento dos critrios para a previso de vazes: quota de consumode gua por habitante por dia; relao entre consumo efetivo de gua econtribuio de esgotos; coeficientes do dia e hora de maior contribuio;vazo de infiltrao (detalhados no captulo 3);

estimativa das vazes dos grandes contribuintes; indstrias, hospitais, gran-des edificios em geral. Estes contribuintes devem ser localizados na planta dacidade, com o valor da sua vazo;

determinao, para cada setor de densidade demogrfica, da sua vazo espe-cfica de esgoto, em litros por segundo por hectare, ou litros por segundo pormetro de canalizao;

diviso da cidade em bacias e sub-bacias de contribuio; traado e pr-dimensionamento dos coletores tronco; quanti ficao preliminar das quantidades de servios que sero execu~ados;

para os coletores de esgotos, ser feita uma pr-estimativa da extensao dosdiversos dimetros, com base nas vazes de esgotos.

A apresentao desses trabalhos deve ser feita em:

memorial descritivo e justificativo, onde so reunidos todos os critrios declculo, descrio do sistema, clculos hidrulicos etc.; .

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planta planialtimtrica da cidade, em escala 1:5 000 ou 1:10 000 com curvasde nvel de 5 em 5 metros, em que so desenhadas a setorizao das densi-dades demogrficas, a diviso em bacias e sub-bacias de contribuio e otraado dos coletores tronco com seus dimetros e extenses;

pr-estimativa das quantidades de servios e custos.

A concepo da rede de coletores secundrios normalmente desenvolvida nafase de projeto propriamente dito e constitui-se, em resumo, no traado da rede decoletores. .

Para o estudo do traado, h necessidade de planta topogrfica planialtimtrica,em escala 1:2 000 ou I: I 000, com nivelamento geomtrico dos pontos onde de-vem ser projetados os rgos acessrios. As atividades que devem ser desenvolvi-das so as seguintes:

delimitao na planta em escala 1:2000 ou 1:I 000, das bacias e sub-baciasde contribuio e dos setores de densidades demogrficas diferentes;

localizao dos rgos acessrios da rede na planta, identificando-os porconveno adequada;

localizao da tubulao, unindo os rgos acessrios com a indicao dosentido de escoamento por uma seta no traado da tubulao.

. 2.6.2. RGOS ACESSRIOS DA REDE

Devido presena nos esgotos de grande quantidade de slidos orgnicos eminerais e ainda pelo fato de ser necessrio rede coletora funcionar como condutolivre, preciso que as canalizaes tenham dispositivos que evitem ou minimizementupimentos nos pontos singulares das tubulaes, como curvas, pontos de aflu-ncia de tubulaes, possibilitando ainda o acesso de pessoas ou equipamentos 1nesses pontos.

At alguns anos atrs, o dispositivo mais empregado era o poo de visita, cons-titudo por uma construo composta de chamin de acesso na parte superior euma parte mais ampla chamada balo. O esgoto corre na parte inferior, em canaletasque orientam os fluxos conforme a convenincia. Assim sendo, a sua definio essencial para o traado da rede coletara.

Entretanto, devido ao alto custo dospoosde visita, e evoluo dos processosde limpeza das tubulaes que, atualmente, feita por equipamentos mecnicossofisticados, os poos de visitas tm sido substitudos, na maioria dos casos, pordispositivos mais simples e econmicos que so:

Terminal de Limpeza (TL): tubo que permite a introduo de equipamentode limpeza e substitue o poo de visitaEo incio dos coletoreQ

CONCEPO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITRIO 15

Caixa de Passagem (CP): cmara sem acesso localizadas em curvas e mu-danas de declividade;

Tubo de Inspeo e Limpeza (TIL): dispositivo no visitvel que permiteinspeo e introduo de equipamentos de limpeza.

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A utilizao desses dispositivos esto regulamentadas pela norma NBR 9649 de1986. A parte de tubulao compreendida entre dois acessrios denominada tre-cho de tubulao.

Os rgos acessrios da rede so apresentados em detalhesno captulo 4.

2.6.3. Concepo do traado da rede de esgotos

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2.6.3.1. Tipos de traado de rede

O traado da rede de esgotos est estreitamente relacionado topografia dali cidade, uma vez que o escoamento se processa segundo o caimento do terreno.

(,\\J~...:p1!;f)/1 Assim, pode-se ter os seguintes tipos de rede:

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CONCEPO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITRlO 2120 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANIT RlO

Dependendo das condies da via pblica, pode-se assentar uma tubulao(rede simples), ou at duas tubulaes (rede dupla). As condies em que reco-mendvel um ou outro caso so descritas a seguir.

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Rede dupla TL

Utilizada na ocorrncia de pelo menos um dos seguintes casos: QUADRA

vias com trfego intenso; vias com largura entre os alinhamentos dos lotes igualou superior a 14m

para ruas asfaltadas, ou 18 m para ruas de terra; vias com interferncias que impossibilitem o assentamento do coletor no

leito carrovel, ou que constituam impecilho execuo das ligaes predi-ais. Nesses casos, a tubulao poder ser assentada no passeio, desde que asua largura seja de preferncia superior a 2,0 m e a profundidade do coletorno exceda a 2,0 m ou a 2,5 m, dependendo do tipo de solo, e que noexistam interferncias que dificultem a obra. Na impossibilidade de adoo.de tal soluo, a rede poder ser lanada no leito carrovel, prximo sarjeta (tero da rua). . .

Utilizada quando no ocorrer nenhum dos casos citados anteriormente. Os co-letores sero lanados no eixo carrovel, ou no tero do leito carrovel. Caso emum dos lados da rua existam soleiras negativas, o coletor dever ser lanado notero correspondente.

Figura 2.9 - Rede dupla em paralelo com coletar tronco ou com coletar profundo,

Rede simples

A rede dupla pode estar situada no passeio, no tero, ou uma rede no passeio eoutra no tero da rua.

A situao de um cruzamento, em que uma das ruas tem tubulao dupla indicada na figura 2.8.

2.6.3.4 Outros fatores que interferem no traado da rede de coletores

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H ainda outros fatores que devem ser considerados na concepo do traadode uma rede de coletores. So eles:

a) Profundidades mximas e mnimas

Em funo da maior ou menor dificuldade de escavao, na fase de conceposero estabelecidas as profundidades mximas que devero ser adotadas no proje-to.

O conhecimento do subsolo ser indispensvel para se ter idia da presena derochas, solos de baixa resistncia, lenol fretico e de outros problemas. O idealseria o reconhecimento completo do subsolo por meio de numerosas sondagens.Entretanto, na fase de projeto, considerando o custo elevado dessas sondagens,geralmente conhece-se o subsolo por um nmero menor de sondagens.

As profundidades mximas dos coletores, quando assentadas nos passeios, de-vero ficar em tomo de 2,0 a 2,5m, dependendo do tipo de solo. No leito carrovel

Figura 2.8 - Rede dupla.

Tambm se projeta rede dupla a partir do ponto em que os coletores se tornammuito grandes e devem ser constru dos em tubos de concreto (0:2: 400 mm). Essestubos no recebem ligaes prediais diretas. O mesmo acontece para coletores agrandes profundidades (maiores que 4 m). A figura 2.9 exemplifica este caso.

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e nos teros, a profundidades mximas sero definidas em funo das caractersti-cas tcnicas do projeto, das interferncias e, tambm, dos percentuais de atendi-mento das soleiras baixas.

Normalmente, as profundidades mximas das redes de esgotos no ultrapassam3,0 a 4,0 m. Profundidades maiores s sero admitidas aps justificativa tcnico-econmica. Para coletores situados a mais de 4,0 m de profundidade, devem serprojetadas coletores auxiliares mais rasos para receberem as ligaes prediais.

Para a norma NBR '9649, "a rede coletora no deve ser aprofundada paraatendimento de economia com cota de soleira abaixo do nvel da rua. Nos casos deatendimento considerado necessrio, devem ser feitas anlises da convenincia doaprofundamento, considerados seus efeitos nos trechos subsequentes e comparan-do-se com outras solues".

As profundidades mnimas so estabelecidas para atender as condies derecobrimento mnimo, para a proteo da tubulao e, tambm permitir que aligao predial seja executada adequadamente, Para o coletor assentado no leito davia de trfego, o recobrimento da tubulao no deve ser inferior a 0,90 m, e paracoletor assentado no passeio a 0,65 m. Recobrimento menor deve ser justificado.

b) Interferncias

Dentre as principais interferncias que devem ser consideradas colocam-se ascanalizaes de drenagem urbana, os cursos de gua que atravessam a rea urbanae as grandes tubulaes de gua potvel.

Tambm o trnsito pode ser considerado como interferncia importante, de-vendo a concepo da rede ser feita de maneira a causar o mnimo de problemaspossvel nesse aspecto.

c) Aproveitamento de canalizaes existentes

A concepo dever considerar o aproveitamento do sistema de coletores exis-tentes. Para isso, deve-se dispor de um cadastro do sistema com as seguintes infor-maes: localizao da tubulao e dos rgo acessrios em planta, sentido deescoamento; dimetro de cada trecho; profundidade a montante e ajusante de cadatrecho; e cota do tampo do poos de visitas e demais rgos acessrios.

d) Planos diretores de urbanizao

importante que a concepo da rede leve em considerao os planos diretoresde urbanizao. Normalmente, esses planos estabelecem a setorizao de densida-des demogrficas, setor industrial e sistema virio principal, e prevem as zonas deexpanso da cidade. A rede coletora dever estar capacitada, a receber com um

CONCEPO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITARIO' 23

mnimo de modificaes, os esgotos da rea urbana no fim do perodo do projeto.A passagem das tubulaes em locais onde no existem vias pblicas deve ser

n:inimizada e, se possvel, acontecer em locais onde esteja previsto o projeto devias.

2.7. CONCEPO DOS INTERCEPTORES

Uma vez feito o traado da rede coletora e definido o ponto de lanamento, otraado do interceptar conseqncia imediata. Normalmente, poucas alternativasexistem a Serem estudadas.

Em grande nmero de casos, os fundos de vale por onde devem passar osinterceptores, no so urbanizados, devendo as tubulaes passar por terrenos par-ticulares. Nesses casos, deve ser prevista uma faixa que ser colocada disposiodo servio de esgotos. Essa faixa dever ter uma largura que permita a construoda tubulao. Nas cidades maiores tem sido comum faixas com larguras que variamde 4 a 8 metros.

A utilizao dessas faixas pode ser assegurada por processo de desapropriao,em que o rgo concessionrio dos servios de esgotos compre o terreno dos pro-prietrios, ou por processo de servido, em que o proprietrio, cede ao rgo con-cessionrio o direito de uso do terreno para essa finalidade, sem que haja a vendado terreno.

O alto custo do terreno nas reas urbanas, principalmente nas grandes cidades, um fator importante na concepo do projeto, que deve ser feito de maneira aminimizar as reas a serem desapropriadas, Os interceptares, geralmente, canaliza-es de grande porte, tm seus projetos muitas vezes influenciados por interf~rn-cias, principalmente a transposio de cursos de gua ou galerias pluviais. Essastransposies so feitas por meio de sifes invertidos, quando no h possibilidadede aprofundar o interceptar fazendo-o passar por baixo da interferncia.

Quando o interceptor atinge profundidades muito grandes, s vezes, vantajo-so o projeto de estaes elevatrias. Nesse caso, na fase de concepo do sistema,sero estudadas as duas alternativas: uma estao elevatria atendendo aos doisramos do interceptar que para ela convergem (a elevatria recalcar os esgotos,atravs de uma linha de recalque, at seu destino final); ou ento, a simples eleva-o dos esgotos at uma cota mnima possvel ao seu transporte atravs de condutolivre, conforme mostra a figura 2.10. Nessa segunda alternativa configura umaelevatria de baixo recalque e, a primeira, de alto recalque.

A escolha de uma ou de outra alternativa dever ser feita mediante um estudotcnico e econmico, em que sero comparadas as vantagens e as desvantagens dasduas.

24 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITRIO CONCEPO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITRIO 25

UNHA DE RECAlOUE

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ESTAO ELEVATORtA/ . INTERCEPTOR /

J\ solu,o assemelha-se dos ramais multifamiliares de esgoto dos edifcios de,apartamento, sendo que no lu ar de rdios e a artamentos tem-se quadras e ca-sas.'-No aspecto fsico, o ramal condominial, constitui uma rede de tubulaes quepassa quase sempre, entre os quintais no interior dos lotes, cortando-os, no sentidotransversal. Intercalada nesta rede interna quadra, de pequena profundidade, en-contra-se em cada quintal, uma caixa de inspeo qual se conectam as instalaessanitrias prediais, independentemente, constituindo um ramal multifamiliar.

No aspecto social, resulta da formao de um condomnio, ou de condomnios,na quadra urbana, abrangendo o conjunto dos usurios interligados pelo ramalmultifamiliar. O condomnio, informal, alcanado atravs de pacto entre vizinhos,o qual possibilita o assentamento dos ramais em lotes particulares e disciplina aparticipao dos condminos no desenvolvimento dos trabalhos. A execuo dasobras realizada pelos usurios do sistema com a ajuda do municpio ou empresade saneamento bsico.

Para Andrade Neto (1991) fundamental a formao de condomnios, sendoque o traado do ramal dever ser o mais racional e eficaz, em face da realidadelocal, ou seja, maior relao benefcio/custo quanto segurana sanitria e ao al-cance social. De fato, pouco importa se o ramal locado nos quintais, nas caladasou nas ruas, dependendo da racional idade imposta pelas condies locais. O traa-do mais racional discutido com os usurios e apresentado como padro do servi-o, permitindo modificaes, desde que sejam assumidos os nus adicionais porquem assim desejar.

A operao e manuteno desse ramal de responsabilidade do prprio condo-mnio a que serve, cada condmino assumindo a parcela do sistema situado em seulote.

No local mais conveniente, por exemplo, um ponto baixo da quadra, de prefe-rncia onde existe espao livre entre duas casas, o ramal sai da quadra e lana osesgotos em uma caixa de passagem, localizada no passeio, que integra a rede coletorado sistema.

A figura 2.11 apresenta um exemplo do sistema condorninial, com traado darede em forma de condomnio dentro de uma quadra.

CONDUTO LIVRE

I UNHA DE RECAlOUE~~ r-.'- '-" ~I "-10

INTERCEPTOR / ESTAAo ELEVATORIAI INTERCEPTOR /

Figura 2.10 - Estaes c1evatrias: a) alto rccalquc; b) baixo rccalque.

2.8. SISTEMAS ALTERNATIVOS PARA COLETA E TRANSPORTE DEESGOTO SANITRIO

As redes de esgotos representam cerca de 75% do custo de implantao de umsistema de esgoto sanitrio, os coletores tronco 10%, as elevatrias I%, e as esta-es de tratamento 14%. Devido ao alto custo de construo das redes, tm sidoapresentadas, por alguns autores, sistemas alternativos para coleta e transporte,visando a diminuio dos custos das redes de esgotos. Os principais sistemas so:

sistema condominial de esgoto; redes de coleta e transporte de esgoto decantado; rede pressurizada e a vcuo; rede coletara de baixa decl ividade com a utilizao do dispositivo gerador de

descarga.

2.8.1. Sistema Condominial

2.8.1.1. Origem e aplicao

O sistema condominial foi desenvolvido no Rio Grande do Norte, espalhando-se para outros estados brasileiros com pequenas adaptaes. Esse sistema umaforma de concepo do traado de redes, onde ~ia central de sua implementao a fonnao de condomnios em ru os de usurios a nvel de uadra urbanacomo unidade de esgotamento. '

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Figura 2.13 - Sistema condominial. Fonte: Azevedo Netto (1992).

As principais vantagens do sistema condominial so:

menor extenso das ligaes prediais e.coletores pblicos; baixo custo de construo dos coletores, cerca de57,5% mais econmicos

que os sistemas convencionais (Azevedo Netto - 1992); . custo menor de operao; maior participao dos usurios.

Como principais desvantagens, destaca-se:

uso indevido dos coletores de esgoto, tais como, lanamento de guas pluvi-ais e resduos slidos urbanos;

menor ateno na operao e manuteno dos coletores; coletores assentadas em lotes particulares, podendo haver dificuldades na

inspeo, operao e manuteno pelas empresas que operam o sistema; o xito desse sistema depende fundamentalmente da atitude dos usurios,

sendo imprescindveis uma boa comunicao, explicao, persuaso e trei-namento.

2.8.2 Redes de coleta e transporte de esgoto decantado

Esse sistema foi utilizado na cidade de Brotas, no Cear, e foi projetado peloProf. Szachna Elias Cynamon da Faculdade de Engenharia daUERJ, e apresentaas seguintes diferenas em relao ao sistema convencional:


utilizao de tanques spticos domiciliares especiais, com dispositivo para asecagem do lodo;

substituio de poos de visitas por tubos de inspeo e limpeza; utilizao de tubos plsticos com dimetro mnimo de 40 mm; velocidade mnima na rede de 0,05 m/s; a tubulao pode funcionar a seo plena; tratamento utilizando um filtro anaerbio segundo esquema concebido pelo

autor.

Para Cynamon, o sistema de Brotas teve um custo de 1/5 do que teria o sistemaconvencional. O autor considera que esses critrios podem ser muito teis parapequenas comunidades, lembrando que Brotas tinha cerca de 2 000 habitantes e ataxa de consumo de gua adotado no projeto foi de 100 f/hab.dia. Com essescritrios, a taxa de infiltrao foi praticamente desprezada.

2.8.3. Redes pressurizadas e a vcuo

Nos casos em que a topografia adequada, as tubulaes de esgotos por gravi-dade; so e continuaro sendo, as mais utilizadas. Porm; onde a topografia desfavorvel, lenol fretico alto, solo estruturalmente instvel ou rochoso, podemser necessrios estaes elevatrias e linhas de recalque. Para se solucionar taisdificuldades, foram desenvolvidas, como alternativas, redes pressurizadas e a v-cuo.

Devido ao fato de esses sistemas estarem sendo, continuamente melhorados,aconselha-se a obteno de dados operacionais, pesquisa bibliogrfica e consultaaos fabricantes de equipamentos, na ocasio da implantao do sistema.

2.8.3.1. Redes Pressurizadas

Os principais componentes do sistema de redes pressurizadas so apresentadosna figura 2.14. .

Na maioria dos sistemas de redes pressurizadas, os esgotos dos estabelecimen-tos so coletados individualmente por tubulaes funcionando por gravidade e solanados em tanques, que servir como um pequeno reservatrio. Do tanque, oesgoto lanado periodicamente a urnatubulao principal, trabalhando sob pres-so, por meio de bomba trituradora, capaz de triturar os slidos presentes no esgo-to. Um tanque e uma bomba so necessrios a cada ponto de lanamento natubulao sob presso. Para se reduzir custos de investimento e de operao, umnico conjunto, tanque e bomba, poder servir vrios estabelecimentos. Da tubula-o principal, sob presso, o esgoto pode ser lanado em coletor por gravidade ouem estao de tratamento de esgoto.

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Figura 2.14 - Principais componentes de redes pressurizadas. Fonte: Adaptado de Metcalf & Eddy(/981).

Valores tpicos para o dimensionamento de sistemas de redes pressurizadas soapresentados na tabela 2.1.

Tabela 2.1 - Parrnctros de projeto para o dimensionarnento de redes pressurizadas.

Parmetros de Projeto Valor TpicoFaixa de ValoresBomba,kWPresso na bomba, kN/m2

Dimetro de recaI que, mmDimetro da tubulao principal, mm

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'Depende do projetoFonte: MetcaIf & Eddy (/981).

o sistema de redes pressurizadas elimina a necessidade de pequenas estaeselevatrias. Porm, haver a necessidade de se ter em cada lanamento na tubula-o principal, uma bomba com triturado r que, alm do custo inicial, acarretar emcustos de operao e de manuteno.

No Brasil no existe nenhum sistema de rede pressurizada implantado.


2.8.3.2. Redes a vcuo

As principais caractersticas de um sistema de tubulaes", vcuo esto represen-tadas na figura 2.15, e os principais parmetros para dimensionamento, na tabela 2.2.

MURO

PROPRIEDADE PRIVADA PASSEIO LEITO

RESIDENCIA

TUBULAO A VCUO

TUBULAO PRINCIPALA VCUO

Figura 2.15 - Principais componentes de redes a vcuo. Fonte: Adaptado de Metcalf & Eddy (1981).

Tabela 2.2 - Parrnctros de projeto para o dimcnsionamcnto de redes a vcuo.

Parmetros de Projeto Faixa de Valores Valor TpicoAltura do nvel de gua na vlvula dedescarga a vcuo, mmDimetro da tubulao a vcuo,' mmVcuo mantido no tanque na elevatria, mm Hg

75 - I 000 75075 - 125 100300 - 500 400

FOI/te: Metcalf & Eddy (1981).

Nesse sistema, o esgoto de cada economia encaminhado, por gravidade, aoinjetor de vcuo (vlvula de vcuo especialmente projetado). A vlvula sela a linhaque se liga a tubulao principal permitindo que se mantenha o nvel de vcuorequerido. Quando uma quantidade de esgoto se acumula a montante da vlvula, amesma programada para a abertura e fechamento depois da entrada do lquidoacumulado.O vcuo no sistema mantido atravs de uma estao de bombeamento


a vcuo. Essa estao pode estar localizado prximo estao de tratamento deesgoto ou qualquer outro ponto de lanamento.

No Brasil no existe nenhum sistema com rede a vcuo implantado.

2.8.4. Rede coletora de baixa declividade com. a utilizao do DispositivoGerador de Descarga (DGD)

Em reas planas ou onde o terreno apresenta baixas dec1ividades, a implantaoe operao de redes coletoras de esgoto sanitrio pode tomar-se bastante onerosa.Estas condies esto presentes, por exemplo, em um grande nmero de cidadeslitorneas da costa brasileira. Nestes locais tem-se, no raramente, uma situao dereas planas, solos moles e lenol fretico alto exigindo disposies construtivasespeciais, tais como: escoramento contnuo de valas, rebaixamento do lenol, fun-daes especiais para a tubulao etc. Em conseqncia, a incidncia dos custosrelativos escavao, escoramento, reaterro e recomposio da via se situa na faixados 80% a 90% do custo total de implantao.

O custo de implantao e operao em reas planas eleva-se tambm peloemprego de estaes elevatrias de esgoto nestes locais.

A busca de solues de menor custo de implantao e operao de redes cole-toras para as situaes antes descritas, levou ao desenvolvimento das redes coleto-ras de baixa declividade. Trata-se de soluo onde a rede assentada a dec1ividadesdrasticamente reduzidas, bem menores que as resultantes dos clculos propostos nanormalizao com as vazes originais de dimensionamento. O esquema apresenta-do na figura 2.16 ilustra a concepo da soluo desenvolvida pelo engenheiroWolney Castilho Alves do Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de SoPaulo S.A. - lPT, que tambm desenvolveu o Dispositivo Gerador de Descarga(DGD), cujos detalhes so apresentados na figura 2.17. O DGD pode ser emprega-do na cabeceira da rede, bem como em trechos intermedirios.

Considerando o fenmeno do transporte hidrulico dos slidos presentes noesgoto, pode-se para fim de desenvol vimento do raciocnio, estabelecer o seguinteesquema:

Uma determinada carga de slidos est depositada no fundo da tubulao numaseo S situada a jusante do trecho ilustrado na figura 2.16. O transporte destacarga de slidos para uma posio mais a jusante requer que uma certa descargalquida a movimente. Essa descarga poderia ser representada atravs de umhidrograma de tenso trativa ao longo do tempo, por exemplo. Poder-se-ia tambmimaginar que o transporte de slidos requer um certo hidrcgrama "mnimo", ouseja, que apresentasse valores mnimos necessrios para a movimentao.

A figura 2.16a) ilustra um trecho projetado respeitando a hiptese de que ocitado hidrograma originado pela descarga da ltima unidade que contribui rede,designada por n na figura, ou por unia combinao das descargas de duas ou mais


~----------~----------I~b) ~.Figura 2.16 - Concepo bsica do funcionamento de redes coletoras de baixa declividade, 'com a

utilizao do DGD.

TAMPJ.O EM FERRO fUNDiDO LAJf DE CONCRETO

ARMADO

AAMA1. PREDIALDE ESGOTO

TUBULAO COLETQRA A

OECLIVIOADE REDUZIDA

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COTA DE S.l.lOA

DETALHE DE INSTALAO DODISPOSITIVO GERADOR DE DESCARGAS ( DGD )

NA CABECEIRA DA REDE

Figura 2.17 - Dispositivo Gerador de Descarga.

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34 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITRIO CONCEPO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITRIO 35

unidades de contribuio. Na figura 2. 16b), para um coletor atendendo ao mesmotrecho, porm com uma declividade muitssimo menor, observa-se a montante dotrecho a presena de um dispositivo gerador de descargas (DGD) que atravs desuas descargas de esgoto origina uma escoamento cujo hidrograma na seo dereferncia aquele requerido para o transporte da carga slida depositada.

O DGD ao descarregar origina uma onda que escoa pela tubulao atenuando-se ao longo de sua extenso. Observaes laboratoriais mostraram que esta ondatem frente ngreme, adequada ao transporte de sedimentos (Alves, 1997).

O escoamento originado se d tipicamente em regime no permanente incluin-do zonas de variao muito rpida na frente de onda e de variao gradual na caudada onda.

A tecnologia descrita conta com patente em nome do IPT e da FAPESP e seudesempenho acha-se em fase comprobatria em trecho piloto implantado em redecoletora da SABESP (ano de 1999), na cidade de Guaruj, Estado de So Paulo.

Estimativas preliminares mostram que o custo de implantao de redes coleto-ras de baixa declividade pode ser cerca de 20 a 25% menor que o de redes conven-cionais. Consideradas as diminuies nos custos de implantao e operao advindasda reduo do nmero de estaes elevatrias, ter-se-iam resultados ainda maisvantajosos,

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CAPTULO 3

VAZES DE ESGOTOS

3.1 INTRODUO

Em nosso pas, os sistemas pblicos de esgotos so projetados considerando-seo sistema separador absoluto e tendo acesso rede coletora os seguintes tipos delquidos residurios:

esgoto domstico; guas de infiltrao; resduos lquidos industriais.

o conjunto desses lquidos denominado esgoto sanitrio.

3.2 ESGOTO DOMSTICO

o esgoto domstico um despejo lquido resultante do uso da gua pelo ho-mem em seus hbitos higinicos e necessidades fisiolgicas.

A contribuio de esgoto domstico depende dos seguintes fatores:

populao da rea de projeto; contribuio per capita; coeficiente de retomo esgoto/gua; . coeficientes de variao de vazo.

Esses fatores, sero enfocados a seguir,

3.2.1 Populao da rea de Projeto

Para o estudo da projeo populacional dos municpios e distritos, a seremutilizados no projeto de sistemas de abastecimento de gua e de esgotos sanitrios,devem ser levados em considerao os seguintes aspectos:

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qualidade das informaes que serviro de base para a projeo populacional; efeito do tamanho da rea, pois em geral, para reas pequenas os erros

esperados numa projeo populacional so maiores;o perodo de tempo alcanado pela projeo, quanto mais longo, maiores se-

ro os erros esperados; compatibilizao das diversas projees realizadas, para diferentes nveis

geogrficos.

A evoluo do crescimento populacional das reas urbanas, deve ser estudadade forma complementar e harmnica ao estudo de uso e ocupao do solo, consi-derando o municpio como um todo. Se o municpio for composto por mais de umdistrito, deve-se estudar e projetar a participao de cada distrito na populao totaldo municpio.

, Para Martins (1993) esse estudo deve ser feito com a seguinte metodologia:

levantamento, nos ltimos quatro censos, dos dados populacionais da sededo municpio e distritos, quanto populao residente urbana e rural e n- ,mero de habitantes por domiclio considerando populao residente e domi-clios ocupados;

levantamento e mapeamento dos setores censitrios da rea de projeto, suapopulao residente e nmero de domiclios ocupados no ltimos dois cen-sos;

levantamento dos dados mais atuais do nmero de ligaes de luz e ligaesde gua (residenciais, comerciais, industriais e pblicas), bem como, os res-pectivos ndices de atendimento;

levantamento na prefeitura do nmero de contribuintes do imposto predial; pesquisa de campo com amostra representativa da rea de projeto, para

definir os parmetros urbansticos e demogrficos da ocupao atual, assimcomo: diferentes usos, padro econmico, tamanho mdio do lote, domicli-os por lote, habitantes por domiclo, ndice de verticalizao, percentual derea institucional etc.;

levantamento de planos e projetos (industriais, habitacionais, transportes,agropecurios etc.) que existam para a regio, municpios e/ou distritos, que'possam afetar a dinmica populacional e os usose ocupao do solo;

anlise do Plano Diretor do Municpio quanto a sua real utilizao e atualida-de, bem como as diretrizes futuras;

anlise scio-econmica do municpio e seu papel na regio e/ou sub-regioem que se insere.

VAZES DE ESGOTOS 39

Com os dados censitrios e a populao atual, inferida atravs das chamadasvariveis sintomticas (ligaes de gua, luz, imposto predial), a projeo da popu-lao deve ser feita utilizando a expresso matemtica que melhor se ajustar aosdados histricos levantados.

A participao de cada distrito (se houver mais que um) deve ser estudada eprojetada tendo como parmetro a populao total do municpio.

Definida a populao do distrito, deve-se estudar e projetar a participao dapopulao da rea de projeto, na populao total do distrito que a contm.

3.2.1.1 Mtodos para o estudo demogrfico

Diversos so os mtodos aplicveis para o estudo demogrfico, destacando-seos seguintes:

mtodo dos componentes demo grficos; mtodos matemticos; mtodo de extrapolao grfica.

a) Mtodo dos componentes demogrficos

Este mtodo considera a tendncia passada verificada pelas variveisdemogrficas: fecundidade, mortalidade e migrao, e so formuladas hipteses decomportamento futuro. A expresso geral da populao de uma comunidade, emfuno do tempo, pode ser expressa da seguinte forma:

P=Po +(N -M)+(I -E) (3.1)

onde: P = populao na data t;Po = populao na data inicial to;N = nascimentos (no perodo t-t.);M = bitos;I = imigrantes no perodo;E = emigrantes no perodo;N-M = crescimento vegetativo no perodo;I-E = crescimento social no perodo.

o mtodo dos componentes parte de uma diviso da populao de base emgrupos ou subgrupos homogneos. Para cada grupo so aplicadas as corresponden-tes taxas de fecundidade, mortalidade e migrao com o propsito de' calcular apopulao do prximo perodo da projeo, perodo este que ser a base da popu-

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VAZES DE ESGOTOS 4140 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITRIO

b) Mtodos matemticoslao para o perodo seguinte. Este procedimento ento repetido at a extensofinal a ser projetada.

Para a projeo da populao da Regio Metropolitana de So Paulo (RMSP)no perodo compreendido entre 1995 a 2015, foi utilizado o mtodo dos compo-nentes. Para Stefani e Rodrigues (1996) o ponto de partida para essa projeoforam os municpios, sendo que a Regio Metropolitana de So Paulo constitudapor 92 diferentes zonas administrativas, considerando-se todos os distritos esubdistritos do municpio de So Paulo e demais municpios que compem a RMSP.A heterogeneidade dessas 92 zonas bastante acentuada, as variveis intervenientesso muitas e de comportamento, em geral, de dificil previsibilidade, tomando-setemerrio prever o comportamento demogrfico e scio-econmico de cada umadessa zonas isoladamente.

A metodologia utilizada para a elaborao dos estudos demogrficos consistiuem projetar a populao da RMSP como uma macrozona, onde as variveis somuito mais previsveis e as tendncias so sempre mais constantes, com menorgrau de oscilao e maior inrcia. Para a projeo populacional foram analisadas astendncias de cada uma das trs variveis demo grficas bsica - mortalidade,fecundidade e migrao - separadamente, reunindo-as, depois, no processo tcnicode projeo. Como essa trs variveis no existem isoladamente, no se pode projet-Ias utilizando-se funes matemticas sem levar em conta os complexos fatoresscio-econmicos-culturais e.ambientais que as afetam, condicionam e mesmo asdeterminam. As principais tendncias scio-econmicas da RMSP analisadas fo-ram:

Neste caso, a previso da populao futura estabelecida atravs de uma equa-o matemtica, cujos parmetros so obtidos a partir de dados conhecidos. Vriosso os mtodos matemticos conhecidos, destacando-se: aritmtico, geomtrico,taxa de crescimento decrescente e curva logstica.

Mtodo aritmtico

Este mtodo presssupe uma taxa de crescimento constante para os anos quese seguem, a partir de dados conhecidos, por exemplo, a populao do ltimocenso. Matematicamente, pode ser representado da seguinte forma:

dP = kdt a (3.2)

nos quais dP/dt representa a variao da populao (P) por unidade de tempo(t), e k, uma constante.

Considerando que PI a populao do penltimo censo (ano ti) e P2, a popula-o do ltimo censo (ano t2), tem-se:

(3.3)

Integrando entre os limites definidos, tem-se: tendncias scio-econmicas do processo de metropolizao; tendncias demo grficas globais; tendncias da mortalidade; tendncia da fecundidade; tendncia migratrias e populao recenseada da RMSP.

(3.4)P2 - PI = k, (t2 - ti)

P2 -PIonde: ka = ---

t2 - ti(3.5)

Conhecendo-se a populao base, referida a 1990, e a projeo de tendnciasde fecundidade, de mortalidade e de migraes, at o ano 2015 e para os anosintermedirios, procedeu-se a projeo populacional. Segundo esse estudo, a RMSPter um crescimento cada vez mais lento, chegando-se a quase estabilizao no ano2015, com taxa de crescimento igual a 0,2% ao ano no ltimo quinqunio. Nas duasprximas dcadas, a populao dever crescer apenas 25%, aproximadamente qua-tro milhes de pessoas, passando de 16,6 milhes de habitantes em 1990 a 20,6milhes em 2015, crescimento pequeno se comparado ao de dcadas passadas(Stefani e Rodrigues, 1996).

Utilizando-se a equao (3.5), chega-se expresso geral do mtodo aritmtico:

(3.6)

onde t representa o ano da projeo.

Este mtodo admite que a populao varie linearmente com o tempo e pode serutilizado para a previso populacional para um perodo pequeno, de 1 ~ 5 anos.Para previso por perodo muito longo, toma-se acentuada a discrepnCia com arealidade histrica, uma vez que o crescimento pressuposto ilimitado.

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Mtodo geomtrico

Este mtodo pressupe que o crescimento da populao proporcional a popu-lao existente em um determinado ano. A sua formulao matemtica pode serapresentada da seguinte forma:

dP ==k Pdt g (3.7)

onde as variveis so as mesmas j definidos anteriormente, exceto kg querepresenta a taxa de crescimento geomtrico.

Integrando a equao (3.7) tem-se:

k ==_P._nP~2_-_P.n_P_,g t2 - t,

(3.8)

Portanto a expresso geral do mtodo geomtrico dada pela equao:

(3.9)

Para as equaes (3.8) e (3.9) poder ser utilizado o logartimo na base 10.Este mtodo considera que o logartimo da populao variando linearmente

com o tempo. Tambm neste caso o crescimento pressuposto ilimitado. Pode serutilizado para estimativa da populao para um perodo pequeno, I a 5 anos.

Mtodo da taxa de crescimento decrescente

A populao estimada com base na hiptese de que, com o crescimento darea urbana a taxa de crescimento anual toma-se menor. Neste caso, estima-se umapopulao de saturao (K) e calcula-se a taxa de crescimento decrescente (kd).

Matematicamente, esse mtodo tem o seguinte equacionamento:

dP ==k (K _ P)dt d (3.10)

fP2 dP - k fIZ dtf1 (K _ P) - d Jq (3.11)

VAZES DE ESGOTOS 43

Integrando-se entre os limites, obtm-se:

(3.12)

o valor de k, ser calculado por:

(3.14)

Quanto populao de saturao, poder ser determinada pela expresso (3.16),da mesma forma que no mtodo da curva logstica.

Mtodo da curva logstica

Admite-se, neste caso, que o crescimento da populao obedece a uma relaomatemtica do tipo Curva logstica, nos quais a populao cresceassintoticamenteem funo do tempo para um valor limite de saturao (K).

A equao logstica da seguinte forma:

P== K1+ ea-bt (3.15)

onde a e b so parmetros e e a base dos logartimos neperianos. O parmetro a um valor tal que, para t ==a/b, h uma inflexo (mudana no sentido da curvatura)na curva; o parmetro b a razo de crescimento da populao. Esses parmetrosso determinados a partir de trs pontos conhecidos da curva Po (to), PI (ti) e P2(t2) igualmente espaados no tempo, isto , tl-tO=t2-tl Os pontos Po, PI e P2devem ser tais que p()


b= 1 10gPO(K-PI)0,4343d PI(K - Po)

1 K-Poa=--log--0,4343 Po

(3.17)

(3.18)

sendo d, o intervalo constante entre os anos to, ti e t2

A curva logstica possui trs trechos distintos: o primeiro correspondente a umcrescimento acelerado, o segundo a um crescimento retardado e o ltimo a umcrescimento tendente estabilizao. Entre os dois primeiros trechos, fica um pon-to de inflexo (I).

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a. c. o e E representam curvasde crescimento de comunidadesmaiores com caracteristicas semelhantes a A

A estimativa do nmero de domiclios permanentes baseou-se na adoo deuma taxa decrescente de ocupao dos domiclios, em conformidade com a tendn-cia verificada. Estimou-se que no horizonte de projeto a taxa de ocupao dosdomiclios permanentes na Baixada Santista chegar a 3,0. Quanto a taxa de ocupa-o dos domiclios de uso ocasional foi considerado o valor de 6,5 pessoas pordomiclio, no perodo de maior afluxo da populao (carnaval).

Para a estimativa da populao no Litoral Norte, Estado de So Paulo, conside-rou-se para a populao fixa, a ocupao de 20 a 50% do nmero de imveis oueconomias, dependendo das caractersticas das praias, adotando-se a relao 4habitantes por economia. Para p

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