Sistemática de Cálculo para o Dimensionamento de Galerias de Águas Pluviais: uma Abordagem Alternativa

Resumo

RESUMO: O emprego de tabelas para o dimensionamento de galerias de águas pluviais é visto tanto pelos profissionais da área quanto para os alunos em formação, como um processo trabalhoso pela necessidade de interpolações sucessivas na busca da relação altura-diâmetro e da velocidade impostas como limites, dada a condição precípua do dimensionamento como condutos livres. Deste modo, a substituição do uso de tabelas e nomogramas por equações que possam ser dispostas em planilha eletrônica, agiliza o processo e entendimento dos cálculos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma sistemática de cálculo para o dimensionamento de galerias de águas pluviais em contraposição ao uso de tabelas baseadas na Fórmula de Manning. Entende-se uma vantagem em relação ao processo tradicional por interpolações sucessivas pelo tempo despendido e pela possibilidade de utilização de planilhas eletrônicas dispostas nos computadores pessoais. O desenvolvimento do conjunto de equações baseou-se no trabalho de Saatçi (1990), impondo-se limites para a relação altura lâmina d’água-diâmetro e velocidade. Outra etapa necessária foi a adimensionalização para o cálculo do ângulo central visto os diferentes diâmetros comerciais existentes. As equações para o ângulo central e altura lâmina d’água diâmetro apresentaram alto coeficiente de determinação (R²=0,99). As equações foram testadas para oito trechos hipotéticos de galerias de águas pluviais contemplando como restrições: a relação altura lâmina d’água-diâmetro e a velocidade resultando em valores semelhantes aos tabelados. Tal processo visa reduzir o tempo e facilitar a análise de alternativas como mudanças de diâmetros e mesmo a declividade no dimensionamento de galerias de águas pluviais. ABSTRACT: The use of tables for the design of storm sewer system is considered by both professionals and training students as a hard task due to the need for successive interpolations in the search of the depth-diameter ratio and of velocity imposed as thresholds, given the essential condition of the design as partially filled pipes. In this way, the replacement of tables and nomographs by equations that can be arranged in a spreadsheet speeds up the process and understanding of calculations. This study aimed at developing a systematic calculation for the design of storm sewer systems as opposed to the use of tables based on the Manning's Formula. An advantage in relation to the traditional process using interpolations lies on the time spent and the possibility of using spreadsheets available in personal computers. The development of the set of equations was based on Saatçi (1990), by imposing thresholds for the depth-diameter ratio and velocity. Another required step was the adimensionalization for calculating the central angle given the different existing commercial diameters. The equations for the central angle and depth-diameter ratio presented a high coefficient of determination (R²=0.99). The equations were tested for eight hypothetical stretches of storm sewer systems including the following restrictions: the depth-diameter ratio and velocity resulting in values similar to tabulated. This process aims to reduce the time and ease the analysis of alternatives such as changes of diameters and even the slope in the design of storm sewer systems.