DImensionamento de sumidouro

Dimensionamento de sumidouro

Filipe Marinho Saneamento

Você sabe o que é um sumidouro? Se você já leu nosso post sobre fossa séptica, você já sabe que sumidouro é uma destinação final ao efluente do tanque séptico.

Porém, a funcionalidade e o dimensionamento de sumidouros tem particularidades, por isso decidi dedicar um post somente para discutirmos sobre eles.

Então, vamos logo ao conteúdo!

O que é um sumidouro?

Segundo a norma NBR 13.969/97, sumidouro (também chamado de poço absorvente) é um poço escavado no solo, destinado à depuração e disposição final do esgoto no nível subsuperficial que utiliza o solo como meio filtrante e verticalizado, em relação a vala de infiltração.

Justamente por ser uma unidade mais verticalizada, seu uso é favorável em regiões em que o aquífero é profundo, pois deve-se sempre respeitar, segundo a norma, uma distância mínima de 1,50m entre o fundo do sumidouro e a cota máxima do aquífero.

Como você já deve imaginar, já que o sumidouro utiliza o próprio solo como meio filtrante, um dos principais fatores no correto funcionamento do sistema de infiltração do efluente no solo depende,basicamente, das características do solo onde é instalado o sumidouro.

Então, agora falaremos um pouco sobre as características do solo e o teste de infiltração.

Teste de infiltração

O teste de infiltração é um procedimento para estimar a capacidade de percolação do solo (K) e está descrito também na norma NBR 13.969/97.

Segundo a própria norma, embora o teste seja preciso e um pouco demorado, é o mais simples que se conhece e pode ser utilizado (em conjunto com ensaios de tato e visual do solo) como instrumento útil para avaliação da capacidade de infiltração.

Além disso, deve-se conhecer a profundidade do aquífero antes  do início do teste, para sempre respeitarmos a distância de 1,50m do fundo do sumidouro até o aquífero.

Teste de infiltração

Teste de infiltração

Passo a passo

Como já comentamos, o sumidouro é mais verticalizado, ou seja, possui uma altura mais elevada, se comparada com vala de infiltração.

Por isso é indicado que o teste seja feito em várias camadas, visto que é provável que na profundidade do sumidouro existam várias camadas de solo e que se comportem de maneira diferente.

Logo, todo o procedimento descrito a seguir deve ser feito para diversas camadas de solo. A profundidade de cada camada pode ser decidida a partir de tato e visual, sempre tentando identificar as mudanças no solo ao longo da profundidade do sumidouro.

A seguir vou resumir o procedimento do teste de infiltração, lembrando você o procedimento completo e bem explicado está presente no ‘Anexo A” da NBR 13.969/97.

Para facilitar o entendimento, eu dividi o teste em 2 etapas.

A primeira etapa é a de preparação do solo, em que o solo é saturado.

Já na segunda etapa é medida a taxa de percolação do solo, com o mesmo já saturado.

A primeira etapa segue seguinte passo a passo:

  1. Escolher 3 pontos do local onde será instalado o sumidouro para realização do ensaio;
  2. Escavar com um trado \mathrm{\phi} 150mm até a profundidade da camada que vai se analisar;
  3. Cobrir o fundo com 5 cm de brita;
  4. Encher a cava com 30cm de altura de água do fundo por 4h, sempre deixando o nível de água o mais próximo de 30cm, enchendo quando necessário assim que a água for infiltrando.

Já a segunda etapa segue o procedimento a seguir:

  1. Encher 15 cm de água na cava;
  2. A cada 30 min determinar o abaixamento do nível d’água. Após cada determinação, colocar mais água para retornar ao nível  de 15cm;
  3. O ensaio deve durar ao menos 3 medições e deve ser parado quando se obtenha a diferença de rebaixamento dos níveis entre duas determinações sucessivas inferior a 1,5cm;
  4. Calcular a taxa de percolação para cada camada de cada cava escavada, a partir dos valores apurados, dividindo-se o intervalo de tempo entre determinações pelo rebaixamento lido na última determinação. Por exemplo: com o intervalo de 30 min e o último desnível medido sendo de 4cm, tem-se a taxa de 30/0,04 = 750 min/m;
  5. O valor médio da taxa de percolação da área é obtido calculando-se a média aritmética dos valores das cavas;
  6. Quando é feito ensaio sobre várias camadas, o resultado de cada cava é obtido como segue:

\mathrm{K_{media}=\dfrac{\sum (K_i \cdot H_i}{\sum (H_i)}}

Onde:

  • Ki e Hi são, respectivamente, as taxas e alturas das camadas onde foram realizados os ensaios.

Por fim, a taxa de aplicação diária em m³/m² deve ser usada de acordo com os valores anotados no ensaio e auxílio da tabela abaixo, retirada da norma.

 Conversão de valores de taxa de percolação em taxa de aplicação superficial

Conversão de valores de taxa de percolação em taxa de aplicação superficial

Dimensionamento do sumidouro

O dimensionamento do sumidouro trata-se basicamente de determinar a área total onde ocorrerá infiltração no sumidouro.

Tal valor pode ser determinado pela divisão do volume total diário estimado de esgoto (m³/dia) pela taxa máxima de aplicação diária, obtida na tabela acima.

\mathrm{A=\dfrac{Cd}{K}}

Onde:

  • A: área total de infiltração (m²);
  • K: taxa máxima de aplicação diária (m³/m² dia);
  • Cd: contribuição diária (m³/dia).

A área total de infiltração, por sua vez, é a soma da área lateral com a área de fundo.

\mathrm{A=A_L +A_F}

Em que:

  • A: área útil do sumidouro;
  • \mathrm{A_L}: área lateral abaixo da tubulação de lançamento do afluente;
  • \mathrm{A_F}: área de fundo do sumidouro.
Áreas laterais e de fundo de um sumidouro

Áreas laterais e de fundo de um sumidouro

Para um sumidouro cilíndrico, como o da figura acima, com diâmetro D e altura útil H, as áreas de fundo e lateral podem ser calculadas a partir das formulações abaixo:

\mathrm{A_F=\pi \cdot \dfrac{D^2}{4}}

\mathrm{A_L=\pi \cdot D \cdot H}

Já a contribuição diária pode ser encontrada a partir de tabelas que já citamos no nosso post sobre fossa séptica, mas que vamos repetir aqui!

 

Tabela 2 – Contribuição diária de esgoto (C) por tipo de prédio e de ocupante
EdificaçãoUnidadeContribuição de esgotos (C)
1. Ocupantes permantentes
-Residência
Padrão altoPessoa160
Padrão médioPessoa130
Padrão baixoPessoa100
-hotel (exceto lavanderia e cozinha)Pessoa100
-Alojamento provisórioPessoa80
2. Ocupantes temporários
-fábrica em geralPessoa70
-escritórioPessoa50
-edifícios públicos ou comerciaisPessoa50
-escolas e locais de longa permanênciaPessoa50
-baresPessoa6
-restaurantes e similaresRefeição25
-cinemas, teatros e locais de curta permanênciaLugar2
-sanitários públicosBacia sanitária480

Pronto! Agora que você já sabe tudo sobre dimensionamento de sumidouro, vamos fazer juntos um exemplo prático para fixar o conhecimento!

Exemplo resolvido

Para o exemplo em questão, vamos utilizar os mesmos dados do exemplo resolvido para a fossa séptica:

Dimensione um sumidouro cilíndrico comporte a contribuição de uma residência unifamiliar de alto padrão com 7 pessoas residentes numa cidade do interior de São Paulo, com temperatura média anual de 17ºC.

Dado do ensaio de infiltração do solo:

  • Taxa de percolação do solo: 80 min/m.

Resolução

O dimensionamento do sumidouro é bastante simples. Basta determinarmos a contribuição diária da residência. Com o uso dos valores da Tabela 2, chegamos ao seguinte resultado:

\mathrm{Cd=N \cdot C}

\mathrm{Cd=7 \cdot 160}

\mathrm{Cd=1.120 l/dia = 1,12 m^3/dia}

Como temos que  a taxa de percolação do solo é de 80 min/m, utilizando a tabela abaixo, já apresentada anteriormente, temos que  K=0,14 m³/m²dia.

Determinação de K

Determinação de K

Logo, a área útil total do sumidouro é:

\mathrm{A=\dfrac{Cd}{K}}

\mathrm{A=\dfrac{1,12}{0,14}}

\mathrm{A=8,0 m²}

Agora, basta determinarmos as dimensões do sumidouro.

Sabendo que ele é cilíndrico e que a área total, como já comentada no texto, pode ser expressa pela seguinte formulação e supondo que iremos fazer um sumidouro com 1,0 m de diâmetro interno, temos que:

\mathrm{A=A_L +A_F}

\mathrm{A=\pi \cdot D \cdot H +\pi \cdot \dfrac{D^2}{4}}

\mathrm{8=\pi \cdot 1,0 \cdot H +\pi \cdot \dfrac{1,0^2}{4}}

\mathrm{H=2,30 m}

Pronto, nosso sumidouro está devidamente dimensionado!

Para o exercício proposto nosso sumidouro terá um diâmetro de 1,0 m e uma altura útil de 2,30 m!

 

Caso ainda tenha ficado alguma dúvida ou mesmo sugestão para algum post futuro, deixa nos comentários que a gente responde =)

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Até um próximo post, pessoal! =)

Comments 6

  1. Obrigada pela explicação detalhada Filipe!!!
    Me ajudou muito mesmo. Confesso que sempre achei confuso esses cálculos, mas graças a você, agora sou “fera”!!! rsrsrsrs….

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  2. Em dimensionamentos quais são adotados dois sumidouros, qual distancia minima exigido por noma entre eles? Como deverá ser a construção? Se possuir recomendações na norma, 13696/97

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      Olá! Segundo a norma, a distância mínima entre as paredes dos sumidouros deve ser de 1,50m. Todas as prescrições de execução estão bem detalhadas na norma, recomendo a leitura! Abraço!

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