Curso de Engenharia

Instalação de Fábrica

SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA PLUVIAL

Exercício:

Reunir em grupos 4 ou 5 pessoas e discutam – 30Minutos.

1) Qual a importância de um bomdimensionamento das calhas e condutores nasinstalações?

2) Nos dias atuais a economia de água virou quaseobrigação. Como podemos contribuir nasinstalações para chegarmos a este fim?

Denominam-se águas pluviais as águas provenientes das chuvas. Nas edificações existemos seguintes equipamentos e peças para proteger as edificações das águas pluviais:• telhados e/ou coberturas, que procuram impedir a entrada de águas pluviais;• sistema pluvial, que tem a função de recolher e dispor adequadamente as águas pluviais;• rufos, peças metálicas ou plásticas, colocadas no encontro de planos de telhados ouentre o telhado e parede de forma contínua para garantir a vedação contra a penetraçãode água; pingadeiras, buzinotes etc.

O projeto e construção do sistema de águas pluviais deve atender àNBR 10844/89 - Instalações Prediais de Águas Pluviais.

A instalação predial de águas pluviais se destina exclusivamente aorecolhimento e condução das águas pluviais, não se admitindoquaisquer interligações com outras instalações prediais.

O destino das águas pluviais pode ser:- escoamento superficial;- infiltração no solo por meio de poço absorvente;- disposição na sarjeta da rua ou por tubulação enterrada nopasseio; pelo sistema público, as águas pluviais chegam a umcórrego ou rio.- cisterna (reservatório inferior) de acumulação de água, parauso posterior.

As instalações de águas pluviais devem ser projetadas de modo aobedecer às seguintes exigências:

a) Recolher e conduzir a vazão de projeto até locais permitidos pelosdispositivos legais.b) Ser estanques.c) Permitir a limpeza e desobstrução de qualquer ponto no interiorda instalação.d) Absorver os esforços provocados pelas variações térmicas a queestão submetidas.e) Quando passivas de choques mecânicos, ser constituída demateriais resistentes a estes choques.f) Nos componentes expostos, utilizar materiais resistentes àsintempéries.g) Nos componentes em contato com outros materiais deconstrução, utilizar materiais compatíveis.h) Não provocar ruídos excessivos.i) Resistir às pressões a que podem estar sujeitas.j) Ser fixadas de maneira a assegurar resistência e durabilidade.

Definições•calha — sistema normalmente em posição quase horizontal,que intercepta e recebe as águas de chuva de uma cobertura;•condutor — tubo vertical e/ou horizontal que recebe as águascoletadas das calhas e as transporta até o nível do chão;•águas — jargão técnico — um prédio tem tantas águasconforme sejam as direções que as águas possam escoar.

Partes Constituintes da Instalação.

Definições da NBR:

•Altura pluviométrica — volume de água precipitada porunidade de área horizontal•Área de contribuição: soma das áreas das superfícies que,interceptando chuva, conduzem as águas para determinado ponto dainstalação.•Caixa de areia: caixa utilizada nos condutores horizontaisdestinados a recolher detritos por deposição.•Condutor horizontal: canal ou tubulação horizontal destinada arecolher e conduzir águas pluviais até locais permitidos pelosdispositivos legais.•Condutor vertical: tubulação vertical destinada a recolher águasde calhas, coberturas, terraços e similares e conduzi-las até a parteinferior do edifício.•Duração de precipitação: intervalo de tempo de referênciapara a determinação de intensidades pluviométricas.

Definições:

•Perímetro molhado: linha que limita a seção molhada juntaas paredes e ao fundo do condutor ou calha.•Ralo: caixa dotada de grelha na parte superior, destinada areceber águas pluviais.•Seção molhada: área útil de escoamento em uma seçãotransversal de um condutor ou calha.•Vazão de projeto: vazão de referência para odimensionamento de condutores e calhas.

O destino das águas pluviais pode ser:•disposição no terreno, com o cuidado para não haver erosão, usando paraisto leito de pedras no local do impacto;•disposição na sarjeta da rua ou por tubulação enterrada sob o passeio;• pelo sistema público, as águas pluviais chegam a um córrego ou rio;• cisterna (reservatório inferior) de acumulação de água, para usoposterior.

ELEMENTOS DE HIDROLOGIAPara compreender o assunto "águas pluviais" deve-se conhecer osconceitos hidrológicos seguintes, ligados às precipitações:

•Intensidade pluviométrica — É a medida (mm/h) do quanto de chuvaque cai num determinado local num espaço de tempo.

•Tempo de retorno (ou tempo de recorrência) — Estudando os registrosde intensidade de chuva num local, pode-se concluir que chuvas comdeterminada intensidade repetem-se a cada "x" anos.

•Tempo de duração — É o período de tempo que dura uma chuva. Dadosestatísticos nos mostram que chuvas fortes duram pouco (são chuvas deverão que duram minutos) e chuvas fracas duram muito (horas e até dias).

•Tempo de concentração — É o tempo que uma bacia hidrográfica (áreacontribuinte) leva para toda ela estar contribuindo para o pontoconsiderado. No caso de telhados e áreas que interessam a este estudo, otempo de concentração é no máximo um minuto.

MateriaisNos telhados empregam-se calhas que podem ser de aço galvanizado, folhas-deflandres, cobre, aço inoxidável, alumínio, fibrocimento, PVC rígido, fibra de vidro, concreto ou alvenaria.

Nos condutores verticais, devem ser empregados tubos e conexões de ferro fundido, fibrocimento, PVC rígido, aço galvanizado, cobre, chapas de aço galvanizado, folhas-de-flandres, chapas de cobre, aço inoxidável, alumínio ou fibra de vidro.

Nos condutores horizontais, devem ser empregados tubos e conexões de ferro fundido, fibrocimento, PVC rígido aço galvanizado, cerâmica vidrada, concreto, cobre, canais de concreto ou alvenaria.

A NBR 10844/89 (Instalações prediais de águas pluviais), deforma detalhada, fornece os critérios para se dimensionar :•calhas;•condutores verticais e horizontais.

Esta norma fixa que cada obra, em face do seu vulto ouresponsabilidade, deve ter seu tempo de retorno (grau desegurança hidrológico) adotado e deverá ser:

•T = 1 ano => Áreas pavimentadas para obras externas ondeum eventual alagamento pode ser tolerado;•T = 5 anos => para cobertura e telhados;•T = 25 anos => coberturas e áreas onde não são permitidosempoçamentos ou extravamento

Quanto ao valor da intensidade da chuva a se usar no projeto, anorma fornece, em função do tempo de retorno e em função dolocal (cada localidade geográfica tem sua característica), aintensidade pluviométrica.

Para obras de vulto corrente e de área de telhado até 100 m2, pode-se adotar a medida de chuva padrão de 150 mm/h de intensidade eduração de 5 minutos.

Conhecida a medida de chuva do projeto e que corresponde a umavazão unitária sobre a cobertura, pode-se estimar a vazão a sercoletada pelas calhas pela chamada fórmula racional e que vale:

Q = C x i x A/60, onde:•C = coeficiente de escoamento superficial (considera-se c=1)• i = intensidade pluviométrica, em mm/h;•A = área de contribuição, em m2;•Q =Vazão do projeto (L/min).

Considerando que as chuvas não caem horizontalmente, a norma dácritérios para se determinar a área de contribuição em função daarquitetura dos telhados.

Intensidade Pluviométrica

Com base em dados pluviométricos locais e por meio da equação de chuvas da cidade de Belo Horizonte:

Tempo de Retorno (Anos)

Intensidade Pluviométrica(mm/h)

1 132

5 227

25 230

Calhas

•Destacam-se dois tipos de calhas, conforme os sistemas pluviais acima.

•Definida a vazão de projeto, serão estudados o tipo e capacidade dascalhas. Em função do tipo de calha, a norma dá sua capacidade hidráulica.

A tabela de capacidade de calhas mostra que elas devem terdeclividade mínima de 0,5%. Este é um item que os mausconstrutores alegam ser difícil de atender e, na prática, constroem ascalhas horizontais e, às vezes, com declividade invertida, ou seja, adeclividade afasta as águas do ponto de coleta. Erro grave!!!

Condutores Verticais

Dimensionamento de condutores verticaisDefinidas as calhas, serão estudados os coletores. Para o dimensionamento doscondutores, a NBR 10844/89 apresenta critérios para sua escolha. Como são peçasverticais, seu dimensionamento não pode ser feito pelas fórmulas do escoamento emcanal.A NBR 10844/89 para isto apresenta ábacos específicos. Os dados de entrada nestesábacos são:•Q - vazão a projeto (L/min);•L - altura do condutor em m (soma dos pés-direitos da edificação);•H - altura de água na calha (mm).•D – diâmetro interno do condutorVertical (mm)

Com estes dados escolhe-se nos ábacos o diâmetro do condutor.Existem dois tipos de entrada de água no condutor: entrada comaresta viva e entrada com funil. Cada tipo de entrada tem seu ábaco.

Dimensionamento de Condutores Verticais

Com estes dados escolhe-se nos ábacos o diâmetro do condutor.Existem dois tipos de entrada de água no condutor: entrada comaresta viva e entrada com funil. Cada tipo de entrada tem seu ábaco.

O dimensionamento das calhas deve ser feito através da fórmula de Manning-Strickler, indicada a seguir, ou de qualquer outra fórmula equivalente:

Onde: Q = vazão de projeto (L/min); K = 60.000S = área da seção molhada da calha (a x b) (m²); n = coeficiente de rugosidade (Tabela); RH = raio hidráulico (m); i = declividade da calha;.

O cálculo do raio hidráulico é obtido dividindo-se a áreamolhada pelo perímetro molhado. A seção retangular maisfavorável ao escoamento ocorre quando a base é o dobroda altura d’água no canal, isto é, para valores de b = 2a.

A Tabela abaixo fornece as capacidades de calhas semicirculares,usando coeficiente de rugosidade n = 0,011 para alguns valoresde declividade. Os valores foram calculados utilizando afórmula de Manning-Strickler, com lâmina de água igual àmetade do diâmetro interno.

Outro fator que interfere na capacidade de escoamento das calhas é a existênciade curvas na calha quando esta serve duas ou mais águas do telhado.

Diante disto, toda calha com curva terá um fator de decréscimo de suacapacidade, se comparada com uma calha com desenvolvimento reto.

Nestas situações, a tabela de capacidade das calhas será afetada por um fatormenor que 1, reduzindo-se a capacidade hidráulica. Optou-se, na NBR10844/89, em "aumentar" a vazão de projeto por um fator maior que 1, o queresulta matematicamente num mesmo caminho de dimensionamento.

A NBR 10844/89, no caso de tubos, já fornece a capacidade em função da declividade, diâmetro, rugosidade e admitindo-se que o escoamento seja a 2/3 da altura.

Exemplo 1Caso seja usado um tubo de diâmetro interno 100 mm, comdeclividade de 2%, a tabela mostra que, se nele for jogada umavazão de 405 L/min.

Ex: Calcular o condutor vertical da instalação abaixo,considerando os dados a seguir:

L=

b=

= a

b= 15cm

a =5cm a

Utilização de águas pluviais para uso doméstico a partir decisternas

Exemplos de Cisternas Construídas no Semiárido

Juazeiro da Bahia - BA Nascente - CE

Puxinanã - PB Petrolina - PEFotos: Rodolfo Nóbrega

Um Esquema de Captação

Área de Captação

(ou contribuição)

Calhas

Drenagem do Ladrão

Reservatório

Bóia de Sucção

Tubo

De

Expansão

P1MC – Programa 1 Milhão de Cisternas

Construção de 1 milhão de cisternas no Semiárido Brasileiro. Promovido pela Articulação do Semiárido (ASA).

Fórum de organizações da sociedade civil, que reúne cerca de 750 entidades,entre sindicatos de trabalhadores rurais, associações de agricultores, cooperativasde produção, igrejas, entre outras.

Acesso à água para um número crescente de famílias rurais doSemiárido.

Promover melhora sensível na qualidade de vida de toda a família. Contribuição para diminuir a dependência das famílias em relação aos

grandes proprietários de terra e aos políticos.

ÁGUAS PLUVIAIS EM MARQUISES ETERRAÇOS - BUZINOTES

Nos terraços, em algumas estruturas de coberturas e marquises, a solução para escoaráguas pluviais é totalmente diferente do visto até aqui. Nestes casos, usam-se para escoaras águas de chuva:•ralos recolhendo a água que caiu sobre a cobertura;•buzinotes, que são tubos de pequena extensão e pequeno diâmetro, que esgotam aságuas que nele chegam.