Dimensionamento
O dimensionamento de drenos subterrâneos, na realidade, resume-se ao cálculo dos comprimentos das linhas de drenos, tendo em vista que obrigatoriamente tem-se que trabalhar com os tubos de drenagem existentes no mercado. O primeiro passo consiste, então, em conhecer os tipos de tubo existentes na praça para, com base em cálculos, definir-se qual a extensão a ser adquirida de cada tipo de tubo no que se refere a diâmetro interno e nominal.
De uma maneira geral, é recomendado que os tubos de drenagem trabalhem, para recarga de projeto, a ½ seção ou no máximo ¾ de sua capacidade, o que permite que mesmo após um pequeno assoreamento a linha ainda funcione satisfatoriamente. Um outro motivo dessa folga se deve ao fato de se trabalhar com tubos de pequeno diâmetro e em função de dificuldades em instalar linhas de drenagem com alinhamento vertical perfeito, onde sempre ocorrem pequenos desalinhamentos.
Especificações técnicas para fins de implantação de drenos subterrâneos entubados exigem que não ocorram afastamentos do eixo vertical de projeto de mais de 1,0cm para cada 3,0m e que esses valores não sejam cumulativos.
a) Cálculo da capacidade do tubo dreno
Como o fluxo de água nos drenos se dá a pressão atmosférica, o cálculo da vazão ou descarga é feito pela fórmula de Manning onde:
Q = 1/n A r2/3 S1/2 sendo:
Q = descarga (m3/s ou l/s)
n = coeficiente de rugosidade de Manning
A = área molhada (m2)
R = raio hidráulico (m)
S = declividade do tubo (m/m)
No caso dos tubos corrugados de drenagem o coeficiente de rugosidade, n = 0,016; em função deste valor e, empregando-se as fórmulas acima citadas, chega-se às seguintes fórmulas simplificadas:
• Dreno trabalhando a ½ seção.
Sendo:
D o diâmetro interno do tubo em metros
S a declividade do dreno em m/m
• Dreno trabalhando a ¾ de seção.
Área de fluxo - A = 0,63 D2
Perímetro Molhado - P = 2,09 D
Raio Hidráulico - R = 0,30 D
Para tubos corrugados de PVC, DN 65, o diâmetro interno é de 58,5 mm; para tubo de polietileno DN75, é de 67,0 mm; para tubo de PVC DN100 é de 91,4 mm e para DN 110, de 101,4 mm.
Exemplo: Para tubo de PVC, DN 65, trabalhando a ½ seção e com declividade de 0,4% ou 0,004m/m tem-se
Q = 10 x (0,0585)8/3 x (0,004)1/2 = 0,0003 m3/s
b) Cálculo da recarga unitário (q)Para um coeficiente de drenagem subterrânea deR = 0,004 m/dia e espaçamentos entre drenos deL = 30,0 m, conforme a figura 7, tem-se:
q = 30,0 m x 1,0 m x 0,004 m/dia
q = 0,120 m3/dia x m
q = 1,389 x 10-6 m3/s x m
c) Cálculo do comprimento do tubo:
O comprimento do tubo é obtido dividindo-se a capacidade de projeto deste pela quantidade de água a ser captada a cada metro de linha ou recarga unitária.
Onde:
Q em m3/s;
q em m3/s.m.
Para o exemplo anterior, teremos um comprimento de tubo de:
Entende-se que a linha ao atingir 216 m estará, para as condições acima mencionadas, trabalhando a ½ seção.