sábado, 11 de maio de 2019

Como calcular a vazão de água a ser drenada em um terreno?

O crescimento das cidades acaba gerando o aumento de áreas impermeáveis impedindo assim a infiltração da água no solo. Como a água encontra pisos impermeáveis, acaba escoando para os locais com a menor cota gerando problemas para quem mora nestas áreas, principalmente porque o poder público não consegue fazer as obras de drenagem e redes pluviais necessárias para evitar  os alagamentos que são cada vez mais frequentes. Abaixo vamos fazer o cálculo da vazão de águas pluviais a ser retirada de um terreno nas seguintes condições:

  • Terreno com construção de pequena altura e cota do terreno abaixo do nível da rua (subsolo);
  • Consideração de que a rede pública pluvial está acima do nível do terreno ou do subsolo, não sendo possível o escoamento das águas pluviais por gravidade;
  • Consideração de que não há contribuições de águas pluviais externas ao terreno, ou seja, apesar de o terreno estar abaixo do nível da rua, a situação do passeio impede a entrada de água da rua ou passeio para dentro do terreno;
  • Vamos considerar que o terreno possui 15 metros de frente por 30 metros da frente até os fundos e que o terreno está situado na cidade de Porto Alegre - RS;
Abaixo podemos ver uma imagem ilustrativa do nosso problema:


A vazão máxima para uma determinada área pode ser calculada através da seguinte expressão:

Q = (i x A) / 60

Onde:
Q = Vazão, em L/min
i = Intensidade pluviométrica, em mm/h
A = área de contribuição, em m²

Para simplificação da postagem, já que a ideia é apresentar um problema e o conceito da solução, vamos considerar a área de contribuição como exatamente a área do terreno, desprezando efeito da chuva a 45 graus em paredes, até porque a construção tem pouca altura o que faz com que este efeito não gere grandes diferenças. Caso o nosso problema fosse um edifício alto, a chuva a 45 graus que cai na fachada do edifício é considerável e isto deve ser verificado nos cálculos considerando a pior situação.

A = 15 m x 30 m 
A = 450 m²

A intensidade pluviométrica é função do local onde está localizado o empreendimento e do período de retorno considerado para a chuva. O período de retorno trata-se do número médio de anos em que, para a mesma Duração de precipitação, uma determinada intensidade pluviométrica é igualada ou ultrapassada apenas uma vez.
A proposta desta postagem é definir a vazão a ser retirada do terreno para evitar alagamentos, portanto utilizaremos o maior período de retorno estabelecido pela NBR 10844 que é de 25 anos. Conforme a NBR 10844, o tempo de retorno de 25 anos deve ser utilizado para coberturas e áreas onde empoçamento ou extravasamento não possa ser tolerado. Como não queremos que o subsolo da construção seja alagado, adotaremos o tempo de retorno já citado.
Com a cidade onde o empreendimento está localizado e o período de retorno definido, podemos através da tabela 5 da NBR 10844, definir o valor da intensidade pluviométrica, neste caso, i = 167 mm/h.

Com estes dados, podemos definir a vazão a ser retirada do lote para evitar o alagamento:

Q = (167 x 450)/60
Q = 1252,5 L/min

Como a maioria das bombas possuem as especificações em m³/h, vamos converter o valor para esta unidade:
L → m³ = dividir por 1000
Q = 1,2525 m³/min
min → h = multiplicar por 60
Q = 75,15 m³/h

Portanto, uma bomba de recalque pluvial capaz de retirar a vazão de água do lote deve ter a capacidade de recalcar 75,15 m³/h.

É importante salientar que, como esta bomba possui uma grande capacidade de recalque de água, ela deve ser instalada em um poço que garanta um acúmulo de um certo volume de água para que a bomba possa funcionar por um determinado tempo. Caso a bomba seja instalada em um poço muito pequeno, durante chuvas com intensidade inferior a 167 mm/h (quase todas as chuvas, pois esta é de um período de retorno de 25 anos) a mesma irá ligar e desligar diversas, pois a vazão de água não será suficiente para manter o poço cheio. Ligando e desligando várias vezes, a bomba tem a sua vida útil reduzida e poderá não funcionar quando for preciso.

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