Divisão de Engenharia Civil Ano: 2015

(Turma 2015, TGs 2015)

Estudo de capacidade de absorção de fluxo para drenagem superficial (pdf 664 kB)

Autor: Lucas de Andrade Montez

Orientador(es): Nadiane Smaha Kruk

Relator(es): Paulo Ivo Braga de Queiroz

Ano: 2015

Resumo:

O sistema de drenagem superficial, subsistema do ambiente urbano, tem como objetivo fundamental garantir a segurança e conforto da população, protegendo-a contra a ação de águas pluviais. Neste sentido, deve considerar medidas estruturais e não-estruturais para garantir sua eficácia e eficiência, passando por quesitos de macrodrenagem e microdrenagem. As bocas de lobo, como parte do sistema de microdrenagem, são estruturas hidráulicas fundamentais. Elas são responsáveis pela captação das águas que escoam nas sarjetas, sendo o ele entre essas e a rede de galerias subterrâneas. No Brasil, para o dimensionamento da capacidade de engolimento de bocas-de-lobo, usa-se principalmente nomogramas e diagramas. Por trás destas, existem metodologias distintas, o que torna possível, por inconsistências, que se atribua valores de capacidade de engolimento incompativeis com a realidade. O presente trabalho tem como objetivo comparar a metodologia clássica (reforçada pelas observações do Manual de Drenagem de Rodovias da DNIT) com a metodologia proposta pela FHA (Federal Highway Administration dos EUA) através do Urban Drainage Design Manual (acrescida de recomendações do Aspen Urban Runoff Management Plan) para a determinação da capacidade de engolimento de fluxo lateral em sistemas de drenagem superficial. Os métodos foram aplicados para aparelhos que funcionam como boca-de-lobo, em especial a abertura na guia e a grelha, nos casos de posicionamento em ponto baixo (mínimo local) e greide contínuo. Os resultados mostraram as diferenças dos modelos de vertedor e orifício no dimensionamento de bocas-de-lobo em ponto baixo, e como decidir qual utilizar nos casos próximos da transição. Além disso, verificou-se a dificuldade em decidir para um caso genérico qual entre a metodologia clássica e da FHA está mais a favor da segurança, sendo recomendável, portanto, analisar cada caso. No caso de greide contínua e abertura na guia, a metodologia da FHA se mostra mais a favor da segurança para valores baixos de altura da lâmina díágua, enquanto a metodologia clássica é recomendável para valores altos de altura da lâmina. Já para os casos de grelha em greide contínuo, a metodologia clássica se mostra mais a favor da segurança.

Abstract:

The surface drainage system, a subsystem of the urban environment, is fundamentally objectified to ensure safety and comfort to the population, protecting everyone against the action of rainwater. Therefore, it should consider structural and non-structural measures to ensure its effectiveness and efficiency, passing through questions of macrodrainage and microdrainage. The drainage inlets, as part of the microdrainage system, are crucial hydraulic structures. They are responsible for colecting the water flow from the gutters, and to be the bond between these and the public underground pipes system. In Brazil, to determine the inlet capacity of those hydraulic devices, it is commonly used diagrams and nomograms. Behind them, there are several methods, which make possible that incompatible inlet capacity values get assigned because of the existence of inconsistencies. The present work aims to compare the classical methodology (reinforced by observations of the Manual de Drenagem de Rodovias by DNIT) to the methodology proposed by the FHA (Federal Administration Highway) through the Urban Drainage Design Manual (including recommendations from the Aspen Urban Runoff Management Plan) about the determination of the interception capacity of lateral flow for inlet units in surface drainage systems. The methods were applied to grate inlets and curb-opening inlets, both positioned in sag locations and on grade. The results showed important differences between considering the inlets in sag locations working as weir or an orifice, and how to determine where the transition is. In addition, it was verified that itís not easy to decide in a generic case between the classical and the FHA methodology which one is more in favor of security, therefore itís recommended to analyze each case. For curb-opening inlets on grade, the FHA methodology is more recommended for lower values of water depth, while the classical methodology is recommended for high values of water depth. On the other hand, for grate inlets on grade, the classical methodology is more recommended.