Frederico Menezes Coelho
Título
PROPOSIÇÃO DE NOVA METODOLOGIA DE CÁLCULO E DE DIMENSIONAMENTO PARA SISTEMAS DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO COM A INVESTIGAÇÃO DOS PARÂMETROS HIDRÁULICOS
Resumo
A metodologia de dimensionamento de sistemas coletores de esgotos sanitários utiliza a centenária fórmula de Manning para os cálculos hidráulicos em condutos livres, apesar de não ser uma unanimidade mundial nem dimensionalmente homogênea. Além disso, os critérios de rugosidade e autolimpeza dos condutos são baseados em valores fixos que geralmente não consideram a sinergia dos parâmetros físicos e hidráulicos em situações reais operacionais: biofilme, sedimentos, obstáculos. Portanto, esse trabalho analisa pormenorizadamente 168 fórmulas de dimensionamento hidráulico e 133 fórmulas de transporte de sedimentos para critério de autolimpeza, além das normas e critérios praticados para, então, modelar matematicamente as fórmulas principais existentes e as propostas com 5.105 dados representativos da operação de esgotos, sendo 312 dados primários obtidos em experimentos realizados no Simulador de Águas Urbanas da UFRJ e em sistemas existentes no Estado do Rio de Janeiro, com distintos diâmetros e materiais. Após análise estatística e a validação dos modelos propostos, as fórmulas gerais e específicas são propostas para compor a nova metodologia de cálculo e de dimensionamento hidráulico de coletores sanitários, incluindo nova metodologia e modelos para critérios de autolimpeza e novos critérios de projeto para valores de rugosidade, sob condições de funcionamento real do sistema.
Abstract
The methodology for dimensioning sewage collection systems uses the century- old Manning formula for hydraulic calculations, despite not being worldwide unanimously or dimensionally homogeneous. In addition, the roughness and self- cleansing criteria are based on fixed values that generally do not consider the synergy of the physical and hydraulic parameters in real operational situations: biofilm, sediment, obstacles. Therefore, this work analyzes 168 hydraulic formulas and 133 sediment transport formulas for self-cleansing criteria, in addition to the standards and criteria used, to then mathematically model the existing main formulas and the proposals with 5,105 representative data of the sewage operation, with 312 primary data obtained in experiments carried out in the Urban Water Simulator at UFRJ and in existing systems in the State of Rio de Janeiro (Brazil), with different diameters and materials. After statistical analysis and validation of the proposed models, general and specific formulas are proposed to compose the new calculation methodology and hydraulic design of sanitary collectors, including new methodology and models for self-cleansing criteria and new design criteria for roughness values, under real system operating conditions.
