SANEAMENTOAula 23 - Sumário
AULA 23ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE
DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
• Sifões invertidos, descarregadores e instalações
elevatórias.
Saneamento [A23.1]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
SIFÕES INVERTIDOS (Artº 151 a 183)
OBJECTIVO: Transposição de obstáculos (outras infra-estruturas enterradas) ou depressões (vales e linhas de água) sem perdas de carga relevantes.
FUNCIONAMENTO: Em gravidade, sob pressão.
câmaras – entrada e saída
Constituição: ramos descendentes
ramos ascendentes
Exemplos:
- Funchal (sifão sob as ribeiras de S. João e Sta Luzia)
- Caparica (sifão sob as tubagens da Nato)
Exemplos:
- Funchal (sifão sob as ribeiras de S. João e Sta Luzia)
- Caparica (sifão sob as tubagens da Nato)
Saneamento [A23.2]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
PROBLEMAS FUNDAMENTAIS EM SIFÕES INVERTIDOS:
variabilidade diária de caudais
1. Auto-limpeza magnitude do caudal noturno
escoamento sob pressão
2. Controlo de septicidade (anaerobiose, formação de sulfuretos)
CRITÉRIOS E DISPOSIÇÕES DE DIMENSIONAMENTO:
• Diâmetro mínimo ⇒⇒⇒⇒ 200 mm, domésticos (300 mm - pluviais)
• Critério de auto-limpeza: 0,7 a 1 m/s (1 vez/dia)
• Velocidade máxima de escoamento ⇒⇒⇒⇒ Vmáx = 3 m/s
Saneamento [A23.3]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
• Controlo de septicidade: injecção de ar, O2, Cl2 ou adição de H2O2, quando necessário
• Assegurar a ventilação
• Verificar perdas de carga: localizadas e contínuas (n = 0,015 m1/3/s)
• Verificar as condições de resistência de pressão interior
• Prever adufas em cada ramo
• Prever dispositivos de descarga de fundo
Saneamento [A23.4]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
EXEMPLO DE SIFÃO DE RAMOS MÚLTIPLOS (em regra são dois ou três ramos, com descarregadores)
Câmara de entradaCâmara de entrada Câmara de saídaCâmara de saída
Saneamento [A23.5]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
TRANSPORTE DE CAUDAIS:
Nº de ordem dos trechos
Caudal transportado sequencialmente
1º Trecho - Caudal mínimo
Máximo de estiagem
2º TrechoCaudal máximo
de cheia
3º Trecho
Saneamento [A23.6]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
DESCARREGADORES (Artº 167 e 168)
OBJECTIVO: Regular e repartir o escoamento (Artº 167)
Utilização em: - Sistemas unitários- Pseudo-separativos- Separativos (descarregadores de segurança)
CLASSIFICAÇÃO:
� Quanto à FINALIDADE: a) Descarregadores de Tempestade
b) Descarregadores de Transferência
c) Descarregadores de Segurança
� Quanto à FORMA: a) Descarregadores de Superfície – Laterais ou Frontais
b) Descarregadores por orifício (de desvio)
CLASSIFICAÇÃO:
� Quanto à FINALIDADE: a) Descarregadores de Tempestade
b) Descarregadores de Transferência
c) Descarregadores de Segurança
� Quanto à FORMA: a) Descarregadores de Superfície – Laterais ou Frontais
b) Descarregadores por orifício (de desvio)
Saneamento [A23.7]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
DISPOSIÇÕES DE CONCEPÇÃO E DE DIMENSIONAMENTO DE DESCARREGADORES
DISPOSIÇÕES DE CONCEPÇÃO E DE DIMENSIONAMENTO DE DESCARREGADORES
1. Cuidados para minimização da turbulência na câmara descarregadora e dos riscos de obstrução dos colectores a jusante.
2. Assegurar a auto-limpeza.
3. Entrada em funcionamento, apenas para caudais superiores a um certo limite, pré-fixado, em regra 3 a 6 vezes o caudal médio de tempo seco (Qm), para assegurar a necessidade de diluição, em função do meio receptor.
4. Acréscimo do caudal descarregado, em função do caudal afluente, de modo a permanecer constante o caudal efluente a tratar.
5. Minimização da poluição causada pelos caudais descarregados, nomeadamente em termos de sobrenadantes e sólidos em suspensão.
Saneamento [A23.8]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
3 Controlo por posicionamento da crista do descarregador.
p ≥ h (Q = Qp) (cota da crista do descarregador superior ou igual à altura do escoamento do caudal de ponta a tratar na ETAR, 3 a 6 Qm).
4 Controlo de caudal por tubo curto e válvula monitorizada ou pordescarregadores em série (primário e secundário).
5 Controlo de descarga de sobrenadantes para o meio receptor, por anteparas.
PROCEDIMENTOS PARA RESPONDER AOS REQUISITOS 3), 4) e 5):PROCEDIMENTOS PARA RESPONDER AOS REQUISITOS 3), 4) e 5):
Corte de câmara descarregadoraCorte de câmara descarregadora Saneamento [A23.9]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
CÁLCULO DO REGOLFO:
Curvas de regolfo em descarregadores (regime lento e regime rápido)Curvas de regolfo em descarregadores (regime lento e regime rápido)
CONDIÇÃO PARA O CÁLCULO DO REGOLFO:
a) Condição H (h + v2/2g ) = Constante
b) Lei de vazão do descarregador
c) Condições na fronteira (secção de controlo)
- regime rápido – difícil de respeitar a condição 4, de controlo de caudal- regime lento – mais adequado, para controlo do caudal
Saneamento [A23.10]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
ALGUNS PERFIS POSSÍVEIS DA SUPERFÍCIE LIVRE EM DESCARREGADORES
Saneamento [A23.11]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
INSTALAÇÕES ELEVATÓRIAS (Artº 170 a 175)
PARÂMETROS OU VARIÁVEIS RELEVANTES:
. Caudais afluentes
. Tempos de retenção na câmara de aspiração
. Caudal de elevação ou bombado.
ALGUNS PROBLEMAS OU RISCOS:
1. Septicidade (no poço e na conduta elevatória)
2. Choque hidráulico
3. Problemas ambientais (ex, por corte de energia), com riscos de descarga nos meios receptores
CUIDADOS A TER NA LOCALIZAÇÃO DE IE (Instalações Elevatórias)
1. disponibilidade de energia
2. disponibilidade de meio receptor (descarga de recurso)
3. enquadramento urbano (se possível, longe de habitações)
CUIDADOS A TER NA LOCALIZAÇÃO DE IE (Instalações Elevatórias)
1. disponibilidade de energia
2. disponibilidade de meio receptor (descarga de recurso)
3. enquadramento urbano (se possível, longe de habitações)
Saneamento [A23.12]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
CONSTITUIÇÃO:
� ÓRGÃOS FUNDAMENTAIS
. Câmara de bombagem
. Grupos elevatórios e condutas associadas
� EQUIPAMENTO DE PROTECÇÃO, COMANDO E CONTROLO
. Válvulas (Seccionado – Retenção)
. Medidores (caudal, níveis)
. Reguladores de nível (bóias ou sensores)
� ÓRGÃOS COMPLEMENTARES
. Grades (manuais ou mecânicas)/tamisadores
. Desarenador
. Ventiladores e filtro para controlo de odores
. Equipamento de colecta e empilhamento de resíduos
. Equipamentos para controlo de septicidade
. Equipamentos para controlo do choque hidráulico (Ex: RAC)Saneamento [A23.13]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
GRUPOS ELECTROBOMBA:
. Bomba e motor submersíveis
. Bomba submersível e eixo vertical
GRUPOS ELECTROBOMBA:
. Bomba e motor submersíveis
. Bomba submersível e eixo vertical
Saneamento [A23.14]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
GRUPOS ELECTROBOMBA (cont.):
. Bomba a seco e eixo vertical
. Bomba a seco e eixo horizontal
GRUPOS ELECTROBOMBA (cont.):
. Bomba a seco e eixo vertical
. Bomba a seco e eixo horizontal
Saneamento [A23.15]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
FORMA: Condicionada pela necessidade de limitar a acumulação de sedimentos e cotas de entrada docolector afluente, e do colector de descarga de emergência ou de recurso.
VOLUME (∀∀∀∀u) : - Caudal bombado (Q) ≥≥≥≥ Qp (caudal de ponta)- número máximo de arranques do grupo permitido por hora (Nmáx)- tempo máximo de retenção no poço (TM) (10 minutos a Qm – Artº 173)
CÂMARA DE ASPIRAÇÃO OU POÇO DE BOMBAGEM
Volume útil (1 Grupo):
∀∀∀∀u ≥≥≥≥ 900 Q / Nmáx t =
(m3) (m3/s) (n/hora)
Volume útil (1 Grupo):
∀∀∀∀u ≥≥≥≥ 900 Q / Nmáx t =
(m3) (m3/s) (n/hora)Nmáx
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Saneamento [A23.16]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
Entrada:
Poço de bombagem
Parafuso de Arquimedes:
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
Exemplo – Sistema elevatório do Torrão (Caparica)
Saneamento [A23.18]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
Exemplo – Estação Elevatória do Torrão (Caparica)Saneamento [A23.19]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
ASPECTOS A CONSIDERAR NO DIMENSIONAMENTO DA CONDUTA ELEVATÓRIA
VELOCIDADE MÍNIMA = 0,7 m/s (Artº 175)
DIÂMETRO mim = 100 mm (Artº 175)
• Verificação de efeitos do choque hidráulico
• Perfil longitudinal preferencialmente ascendente, evitar ventosas e descargas de fundo.
• Prever maciços de amarração, quando adequado.
• Evitar-se condutas longas (por causa da formação de sulfuretos)
• Previsão de local para, em condições excepcionais, ter lugar a descarga de recurso
• Cuidados de protecção da câmara de descarga, no caso do líquido pode apresentar-se séptico.
Saneamento [A23.20]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
Planta de implantação de uma IE (2 grupos electrobomba; Q<10 L/s):
Saneamento [A23.21]
ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM
Concepção e dimensionamento
Planta de implantação de uma IE (3 grupos electrobomba; 10<Q<50 L/s):
Saneamento [A23.24]