Requisitos de desempenho
O sistema predial de esgoto sanitário – SPES é um conjunto de tubulações que tem por função:
- coletar e conduzir os efluentes gerados nos equipamentos sanitários a uma rede pública de coleta ou sistema particular de tratamento;
- conduzir os gases para a atmosfera e evitar o encaminhamento dos mesmos para os ambientes sanitários.
Assim, o SPES compõe-se de dois subsistemas: o subsistema de coleta e transporte de esgoto sanitário e o subsistema de ventilação.
São requisitos básicos, conforme a NBR 8160 (ABNT, 1999):
- garantir a qualidade da água de consumo;
- permitir o rápido escoamento da água utilizada e dos despejos introduzidos, evitando a ocorrência de vazamentos e a formação de depósitos no interior das tubulações;
- impedir que os gases provenientes do interior do SPES atinjam áreas de utilização;
- separar o esgoto sanitário das águas pluviais.
Desta forma, pode-se afirmar que “o Sistema Predial de Esgoto Sanitário deve coletar e destinar, quando necessário, a água nele introduzida e os despejos provenientes do uso desta água, na quantidade, temperatura e de maneira adequada, de forma a assegurar a qualidade da água para consumo.”
Componentes do SPES
- Aparelho sanitário – interface entre o sistema predial de água e de esgoto sanitário e destinado ao uso da água para fins higiênicos ou a coletar os dejetos ou águas servidas.
-
Desconector – componente provido de fecho hídrico com a função de vedar a passagem de gases oriundos das tubulações de esgoto para o ambiente sanitário. São exemplos de desconectores: sifões (tipo garrafa, tipo P e tipo S) caixa sifonada e ralo sifonado.
- Ramal de descarga – tubulação horizontal que recebe diretamente os efluentes de aparelhos sanitários.
- Ramal de esgoto – tubulação horizontal que recebe efluentes de ramais de descarga diretamente ou a partir de um desconector.
- Tubo de queda – tubulação vertical que recebe efluentes de ramais de descarga, ramais de esgoto e de subcoletores.
- Subcoletor – tubulação horizontal que recebe efluentes de um ou mais tubos de queda ou ramais de esgoto.
- Coletor predial – tubulação horizontal compreendida entre a última inserção de subcoletor, ramal de esgoto, ramal de descarga ou caixa de inspeção e o coletor público ou sistema particular.
- Tubo ventilador primário – é o prolongamento do tubo de queda acima da cobertura do edifício e cuja extremidade superior é aberta à atmosfera.
- Ramal de ventilação – tubulação que interliga o desconector, ou ramal de descarga, ou ramal de esgoto de um ou mais aparelhos sanitários a uma coluna de ventilação ou a um tubo ventilador primário.
- Coluna de ventilação – tubulação vertical que se prolonga através de um ou mais pavimentos e cuja extremidade superior é aberta à atmosfera ou conectada ao tubo ventilador primário ou a um barrilete de ventilação.
- Barrilete de ventilação – tubulação horizontal aberta à atmosfera com saída para a atmosfera em um ponto destinada a receber duas ou mais colunas de ventilação.
- Caixa Coletora – caixa onde se reúnem os efluentes, cuja disposição necessite elevação mecânica.
- Caixa de Inspeção – caixa destinada a permitir a inspeção, limpeza, distribuição, junção, mudanças de declividade e/ou direção das tubulações.
Classificação dos sistemas
- Sistema com ventilação secundária (Fully Vented System) – além da ventilação primária, propiciada pelo ar que escoa pelo núcleo do tubo de queda, este sistema apresenta a ventilação secundária, propiciada pelo ar que escoa pelo interior das colunas, ramais ou barriletes de ventilação
- Sistema modificado com uma coluna e tubo de queda ventilado (Modified one pipe vented stack system) – além da ventilação primária, este sistema apresenta a ventilação secundária, propiciada somente por uma coluna de ventilação conectada ao tubo de queda.
- Sistema com coluna única (Single Stack System) – nesta tipologia há apenas a ventilação primária, propiciada pelo ar que escoa pelo núcleo do tubo de queda.
Evolução dos sistemas prediais de esgotos sanitários.
No século XIX pensava-se que os gases provenientes das tubulações de esgoto sanitário podiam fazer mal à saúde, provocando epidemias, até mesmo morte. Verificou-se, posteriormente, que isto não era verdade, pois a concentração dos gases é muito pequena. Constatou-se que os gases provenientes de esgoto são bastante incômodos e podem afetar o estado psicológico das pessoas.
|
Sistema de um só tubo de queda (sem sifão)
|
|
|
Sistema com dois tubos de queda sem ventilação |
|
|
A Introdução dos sifões trouxe a necessidade de ventilar o sistema de esgotos |
|
|
Sistema com dois tubos de queda – totalmente ventilados. |
|
|
Sistema com um tubo de queda – totalmente ventilado. |
|
|
Sistema modificado com um tubo de queda. |
 
|
|
Tendência: Sistema com Tubo de Queda Único (Single Stack)
|
|
Sistema “Sovent” – SOil stack and vent
Este sistema tem sido utilizado na Europa desde 1959, quando foi desenvolvido na Suíça. O seu principal objetivo é melhorar o desempenho do sistema de esgoto sanitário transformando o sistema com ventilação secundária em sistema de queda única, somente com ventilação primária.
No sistema Sovent os ramais são interligados aos tubos de queda por meio de uma conexão aeradora e nas mudanças de direção é instalada uma conexão desaeradora. Essas conexões têm como função reduzir as flutuações de pressões pneumáticas no interior da tubulação prevenindo o rompimento dos fechos hídricos. A conexão aeradora equilibra as pressões negativas e as desaeradoras aliviam as sobrepressões.
Fenômenos que afetam os fechos hídricos dos sifões
- Sifonagem – Conjunto de fenômenos determinantes da redução total ou parcial da coluna d'água em um sifão.
- Evaporação – Esta ação sobre o fecho hídrico pode ser considerada uma das de maior relevância. As perdas por evaporação dependem principalmente da periodicidade de uso dos aparelhos sanitários e da velocidade de evaporação da água do sifão. Estes fatores, por sua vez, são função das características do local e da área de exposição. Em geral considera-se como perda de fecho hídrico por evaporação 1,3 a 11,4 mm/semana, para um período de não utilização de 4 semanas.
-
Auto-sifonagem – Redução de fecho hídrico pelo escoamento do aparelho sanitário através do sifão.
-
Sifonagem Induzida – Ação de descargas simples ou combinadas nos fechos hídricos dos aparelhos não utilizados durante estas descargas.
-
Sobrepressão – A ação de descargas simples ou combinadas que geram pressão positiva nos fechos hídricos ligados a trechos de tubulação próximos a mudanças de direção do tubo de queda. Os ramais de esgoto do primeiro pavimento não devem ser ligados, usualmente, no tubo de queda, quando houver desvio no forro do térreo.
Como evitar o retorno de espuma
Segundo a NBR 8160 (ABNT, 1999) para os edifícios de dois ou mais andares, nos tubos de queda que recebam efluentes de aparelhos sanitários tais como pias, tanques, máquinas de lavar e outros similares, onde são utilizados detergentes que provoquem a formação de espuma, devem ser adotadas soluções no sentido de evitar o retorno de espuma para os ambientes sanitários, tais como:
- não efetuar ligações de tubulações de esgoto ou de ventilação nas regiões de ocorrência de sobrepressão;
- efetuar o desvio do tubo de queda para a horizontal com dispositivos que atenuem a sobrepressão - curva de 90º raio longo ou duas curvas de 45º;
- instalar dispositivos com a finalidade de evitar o retorno de espuma.
Devem ser previstos tubos de queda especiais para pias de cozinha e máquinas de lavar louças, providos de ventilação primária, os quais devem descarregar um uma caixa de gordura coletiva.
A figura abaixo apresenta dos fenômenos de auto-sifonagem, sifonagem induzida e sobrepressão.
|
(+) pressão positiva
(-) pressão negativa |
|---|
| (1) aparelhos sujeitos à auto-sifonagem |
| (2) sifonagem induzida devido ao fluxo no ramal |
| (3) sifonagem induzida devido ao escoamento no tubo de queda |
| (4) sobrepressão |
Fenômenos de auto-sifonagem, sifonagem induzida e sobrepressão
Exemplo de projeto de um banheiro de apartamento
Exemplo de projeto de um banheiro de escritório
Subsistema de ventilação
Conjunto de tubulações ou dispositivos destinados a encaminhar os gases para a atmosfera e evitar que os mesmos se encaminhem para os ambientes sanitários.
O subsistema de ventilação pode ser previsto de duas formas:
- ventilação primária e secundária; ou
- somente ventilação primária.
A ventilação primária é proporcionada pelo ar que escoa pelo núcleo do tubo de queda, o qual é prolongado até a atmosfera, constituindo a tubulação de ventilação primária.
A ventilação secundária é proporcionada pelo ar que escoa pelo interior de colunas, ramais ou barriletes de ventilação, constituindo a tubulação de ventilação secundária.
No caso de sistema com somente ventilação primária, deve ser verificada a suficiência da ventilação primária prevista, através do dimensionamento hidráulico.
A ventilação secundária consiste, basicamente, de ramais e colunas de ventilação que interligam os ramais de descarga ou de esgoto à ventilação primária ou que são prolongados acima da cobertura ou então pela utilização de dispositivos de admissão de ar – (válvulas de admissão de ar).
Tubo ventilador primário ou coluna de ventilação
A extremidade aberta do tubo ventilador primário ou da coluna de ventilação deve estar situada, conforme apresenta a figura a seguir:
- não deve estar situada a menos de 4,00 m de qualquer janela, porta ou vão de ventilação, salvo se elevada pelo menos 1,00 m das vergas dos respectivos vãos;
- deve situar-se a uma altura mínima igual a 2,00 m acima da cobertura, no caso de laje utilizada para outros fins além de cobertura; caso contrário, esta altura deve ser no mínimo igual a 0,30m;
- deve ser protegida de terminal tipo chaminé, tê ou outro dispositivo que impeça a entrada de águas pluviais no tubo de ventilação.
Válvulas de admissão de ar
Estes dispositivos surgiram na Suécia, cujo princípio básico está apoiado no fato destes apresentarem uma parte móvel, que abre e admite ar quando ocorre uma pressão negativa no interior do sistema de esgoto sanitário, devido a descarga dos aparelhos, e fecha por gravidade quando cessa a descarga do aparelho.
Princípio de funcionamento das válvulas de admissão de ar.
Dos dispositivos de admissão de ar os mais difundidos são as válvulas, que são produzidas em dois tamanhos.
Válvulas de admissão de ar de 40mm e 100mm.
As válvulas maiores são para colocação no topo de tubos de queda ou de colunas e ventilação, dispensando a passagem dessas acima da cobertura.
Os resultados de pesquisas realizadas em outros países e aqui no Brasil indicam uma forte tendência destas serem utilizadas apenas no caso de residências unifamiliares, devido ao fato de exercerem pouca influência na magnitude das pressões desenvolvidas ao longo dos tubos de queda de edifícios de vários pavimentos.
Com relação às válvulas menores, foram desenvolvidas para colocação nos ramais de descarga e esgotos para ventilar um único aparelho ou bateria de aparelhos, evitando a ação da auto-sifonagem e sifonagem induzida.
- Válvulas:
- 50mm
- 100mm
Aplicação da Mini-vent (50mm)
Dimensionamento dos componentes do sistema coleta e transporte de esgoto sanitário
As tubulações do subsistema de coleta e transporte de esgoto sanitário podem ser dimensionadas pelo método hidráulico ou pelo método das Unidades de Hunter de Contribuição (UHC). Em qualquer um dos casos devem ser respeitados os diâmetros nominais mínimos dos ramais de descarga, indicados na Tabela 1.
Unidade de Hunter de Contribuição – UHC
Fator numérico que representa a contribuição considerada em função da utilização habitual de cada tipo de aparelho sanitário.
Ramais de descarga
Para os ramais de descarga devem ser adotados, no mínimo, os diâmetros apresentados na Tabela 1.
| imin |
|
D <= 75 mm | 2% |
|---|---|---|---|
| D <= 100mm | 1% |
| Aparelho Sanitário | Número de unidades de Hunter de contribuição | Diâmetro nominal mínimo do ramal de descarga DN | |
|---|---|---|---|
|
Bacia sanitária |
6 |
100 |
|
|
Banheira de residência |
2 |
40 |
|
|
Bebedouro |
0,5 |
40 |
|
|
Bidê |
1 |
40 |
|
|
Chuveiro |
de residência |
2 |
40 |
|
coletivo |
4 |
40 |
|
|
Lavatório |
de residência |
1 |
40 |
de uso geral |
2 |
40 |
|
Mictório |
válvula de descarga |
6 |
75 |
|
caixa de descarga |
5 |
50 |
|
|
descarga automática |
2 |
40 |
|
|
de calha |
2* |
50 |
|
|
Pia de cozinha residencial |
3 |
50 |
|
|
Pia de cozinha industrial |
preparação |
3 |
50 |
|
lavagem de panelas |
4 |
50 |
|
|
Tanque de lavar roupas |
3 |
40 |
|
|
Máquina de lavar louças |
2 |
50** |
|
|
Máquina de lavarroupas |
3 |
50** |
|
* Por metro de calha - considerar como ramal de esgoto.
**
Devem ser consideradas as recomendações dos fabricantes.
Para os aparelhos não relacionados nesta tabela, devem ser estimadas as UHCs correspondentes e o dimensionamento deve ser feito pela Tabela 2.
| Diâmetro Nominal Mínimo do Ramal de Descarga - DN | Número de Unidades Hunter de Contribuição - UHC |
|---|---|
|
40 |
2 |
|
50 |
3 |
|
75 |
5 |
|
100 |
6 |
As declividades mínimas são:
- 2% para tubulações com diâmetro nominal igual ou inferior a DN 75;
- 1% tubulações com diâmetro nominal igual ou inferior a DN 100.
Ramais de esgoto
Recebem os efluentes dos ramais de descarga.
A partir da soma das UHC dos aparelhos sanitários da Tabela 1 determinar, através da Tabela 3, os diâmetros dos ramais de esgoto.
| Diâmetro nominal do tubo | Número máximo de Unidades de Hunter de Contribuição UHC |
|---|---|
|
40 |
3 |
|
50 |
6 |
|
75 |
20 |
|
100 |
160 |
| Aparelho | UHC |
 |
4 UHC D = 50 mm |
|---|---|---|---|
| 1 Lv | 1 | ||
| 1 Ch | 2 | ||
| 1 Bi | 1 |
Tubos de queda
Os tubos de queda devem ser dimensionados pela somatória das UHCs conforme a Tabela 4.
| Diâmetro Nominal do Tubo – DN | Nº Máximo de Unidades de Hunter de Contribuição | |
|---|---|---|
| Prédio de até 3 pavimentos | Prédio com mais de 3 pavimentos | |
|
40 |
4 |
8 |
|
50 |
10 |
24 |
|
75 |
30 |
70 |
|
100 |
240 |
500 |
|
150 |
960 |
1900 |
|
200 |
2200 |
3600 |
|
250 |
3800 |
5600 |
|
300 |
6000 |
8400 |
ΣUHC = 6 + 1 + 1 + 2 = 10 UHC/pavimento
Para todo TQ: 10 UHC x 12 pavimentos = 120 →DN 100
Coletor e subcoletores
O coletor predial e os subcoletores podem ser dimensionados pela somatória das UHCs, conforme a Tabela 5. O coletor predial deve ter diâmetro nominal mínimo DN 100.
No dimensionamento do coletor predial e dos subcoletores em edifícios residenciais, deve ser considerado o aparelho de maior descarga de cada banheiro para a somatória do número de UHCs.
Nos demais casos, devem ser considerados todos os aparelhos contribuintes para o cálculo do número de UHCs.
| Diâmetro nominal do tubo | Número máximo de Unidades Hunter de Contribuição em função das declividades mínimas – % | |||
|---|---|---|---|---|
|
DN |
0,5 |
1 |
2 |
4 |
|
100 |
--- |
180 |
216 |
250 |
|
150 |
--- |
700 |
840 |
1000 |
|
200 |
1400 |
1600 |
1920 |
2300 |
|
250 |
2500 |
2900 |
3500 |
4200 |
|
300 |
3900 |
4600 |
5600 |
6700 |
|
400 |
7000 |
8300 |
10000 |
12000 |
Aparelho de maior UHC → BS = 6
Trecho AB:
6 UHC x 12 pav = 72 UHC →100 mm, com imín = 1%
Trecho BC: 72 UHC x 2 → 144 UHC →100 mm, com imín = 1%
Dimensionamento do subsistema de ventilação
| Diâmetro nominal do ramal de descarga – DN | Distância Máxima – m |
|---|---|
|
40 |
1,00 |
|
50 |
1,20 |
|
75 |
1,80 |
|
100 |
2,40 |
Ramal de ventilação
Os diâmetros mínimos constam na Tabela 7 em função do número de UHCs. São consideradas configurações com e sem bacias sanitárias.
| Grupo de aparelhos sem bacias sanitárias | Grupo de aparelhos com bacias sanitárias | ||
|---|---|---|---|
| Número de Unidades Hunter de Contribuição | Diâmetro nominal do ramal de ventilação | Número de Unidades Hunter de Contribuição | Diâmetro nominal do ramal de ventilação |
|
até 12 |
40 |
até 17 |
50 |
|
13 a 18 |
50 |
18 a 60 |
75 |
|
19 a 36 |
75 |
--- |
--- |
ΣUHC = 10 →DN 50
Coluna de ventilação
Os diâmetros mínimos constam na Tabela 8 em função do número de UHCs e do comprimento da coluna. Este comprimento é medido desde o ponto de contato da coluna com a atmosfera até sua base no encontro com o tubo de queda.
| Diâmetro nominal do tubo de queda ou do ramal de esgoto – DN | Nºde UHC | Diâmetro nominal mínimo do tubo de ventilação | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
40 |
50 |
75 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
||
| Comprimento permitido ( m ) | |||||||||
|
40 |
8 |
46 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
40 |
10 |
30 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
50 |
12 |
23 |
61 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
50 |
20 |
15 |
46 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
75 |
10 |
13 |
46 |
317 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
75 |
21 |
10 |
33 |
247 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
75 |
53 |
8 |
29 |
207 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
75 |
102 |
8 |
26 |
189 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
100 |
43 |
-- |
11 |
76 |
299 |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
100 |
140 |
-- |
8 |
61 |
229 |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
100 |
320 |
-- |
7 |
52 |
195 |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
100 |
530 |
-- |
6 |
46 |
177 |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
150 |
500 |
-- |
-- |
10 |
40 |
305 |
-- |
-- |
-- |
|
150 |
1100 |
-- |
-- |
8 |
31 |
238 |
-- |
-- |
-- |
|
150 |
2000 |
-- |
-- |
7 |
26 |
201 |
-- |
-- |
-- |
|
150 |
2900 |
-- |
-- |
6 |
23 |
183 |
-- |
-- |
-- |
Tubo de queda - DN100 - Σ UHC = 120
Comprimento da CV = 35m → DN 75
Em edifícios de um só pavimento deve existir pelo menos um tubo ventilador ligado diretamente a uma caixa de inspeção ou em junção ao coletor predial, subcoletor ou ramal de descarga de uma bacia sanitária e prolongado até acima da cobertura desse edifício, devendo-se prever a ligação de todos os desconectores a um elemento ventilado, respeitando-se as distâncias máximas indicadas na Tabela 8.
Referências Bibliográficas
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Sistemas prediais de esgoto sanitário - Projeto e execução. NBR8160. Rio de Janeiro, 1999.