Rede Agronomia

Rede dos Engenheiros Agrônomos do Brasil

Depois que o Brasil sediou as últimas Copa do Mundo e Olimpíadas, cresceu o interesse pela implantação de gramados "Padrão FIFA", em que o  lindo tapete verde se deve, em grande parte, a bons projetos de irrigação e drenagem.

Quem já assistiu a um jogo de futebol debaixo de uma chuva intensa em campo mal drenado, sabe que a bola para MESMO nas poças d´água e, na maioria das vezes, o jogo tem de ser interrompido. Além disso, a drenagem contribui para a saúde da grama, evitando doenças.

Existem 2 tipos de drenagem: a superficial e a subterrânea, esta, mostrada aqui na Figura 1. Se ao esquema hidráulico for acrescentado um sistema de sucção, a velocidade do escoamento da água do campo parecerá um milagre, mas os custos aumentam de 3 a 4 vezes.

O Projeto de Drenagem

Tudo começa com a estimativa da chuva intensa e, para isso, usamos a equação Intensidade, Duração, Frequência - IDF, calculada previamente para o local, com dados de uma hora de duração e 100 anos de período de retorno. No exemplo, usei a do Bairro de Bangu, na cidade do Rio de Janeiro - RJ.

Para o cálculo da vazão ou descarga, usamos a Fórmula Racional, que multiplica a altura de chuva pela área do campo de futebol. O chamado coeficiente de runoff (escorrimento superficial, em inglês) igual a unidade, indica que toda a chuva que cai no campo tem de ser recolhida.

Esses dois estudos iniciais referem-se à Hidrologia. A Hidráulica do projeto começa agora. A chuva que cai no gramado, se infiltra, sendo coletada por tubos perfurados de PVC (ou outro material), funcionando à meia-seção, ou seja, com água só até a metade. Para isso usamos a equação de Manning, onde as declividades devem ficar entre 0,5 e 1% e as velocidades entre 0,80 e 3 m/s.

Testei os diâmetros de 50 a 200 mm, tabelando para cada qual a sua área molhada (A), perímetro molhado (P), raio hidráulico (R=A/P), velocidade média do fluxo (V) e descarga (Q). O tubo deve funcionar como canal, ou seja, sem pressão hidrostática e à meia-seção. Antes de decidir qual deles usar, devemos imaginar a disposição dos tubos em campo, sendo mais comum o traçado chamado "espinha de peixe". Consideramos que cada metade do campo teria um sistema de coleta, daí resultar a divisão à metade da vazão calculada.

A estimativa do número de ramais ou drenos, é feita dividindo-se esta meia-vazão pela vazão total de um dos drenos da tabela. Escolhemos o tubo de 125 mm de diâmetro e, assim, obtivemos 20 ramais ou drenos de cada lado do campo. O espaçamento será dado pela divisão do comprimento do campo pelo número de drenos (antes calculado), considerando que eles sejam perpendiculares à linha do lado. Como eles costumam ficar num ângulo de 45% em relação ao eixo, há uma pequena variação em seu número e comprimento, que pode ser ajustado quando desenharmos, em escala, a planta baixa do projeto.

À rigor, o espaçamento deveria ser calculado pela fórmula de Hooghout, que leva em conta a permeabilidade do solo. Ou seja, em princípio, quanto maior é a profundidade do dreno, maior é o seu espaçamento. Em campos de esporte, no Brasil, a bibliografia técnica se refere às profundidades de 40 a 60 cm e espaçamentos entre 4 a 6 m entre drenos.

Conclusão

O projeto de drenagem é um investimento que se paga com os benefícios que apresenta, mas depende de uma grama bem formada e de manutenção periódica. A qualidade da areia que se utiliza na camada superficial do gramado é muito importante para garantir uma boa permeabilidade do solo e, assim, a eficiência drenante do sistema.

O layout do sistema de drenagem também é importante porque dele depende (além da chuva de projeto), o número de ramais e o diâmetro do(s) tubo(s) do sistema sistema de transporte da água coletada. 

jviana@openlink.com.br

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Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 16 novembro 2017 às 14:05

COEFICIENTES DE MANNING USADOS EM TUBOS DE DRENAGEM

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 16 novembro 2017 às 13:18

 O MÉTODO DO FATOR DE TRANSPORTE

http://www.hancor.com/pdf/conveyance.pdf

(boa leitura)

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 16 novembro 2017 às 8:47

COEFICIENTE DE MANNING

No dimensionamento hidráulico de tubulações para água é costume usar como parâmetro de rugosidade interna do tubo o coeficiente de Manning. Assim, a velocidade do fluxo é dada pela expressão:

V = 1/n*R2/3*S1/2  onde:

V = velocidade média do fluxo (m/s)

n = rugosidade de Manning (tabelada)

R = raio hidráulico ou Área/Perímetro molhados (m) e

S = declividade do tubo (m/m)

Na maioria dos casos, entra-se numa tabela com o material de que é feito o tubo, para daí retirar o coeficiente a ser utilizado na equação da velocidade. Nos tubos corrugados, há dois outros caminhos.

1) Método da Eficiência Hidráulica

Adota-se um coeficiente chamado de Fator de Transporte (Conveyance Factor, em inglês) que relaciona a vazão com a declividade do tubo e, numa tabela de dupla entrada  procura-se, com base nele, o diâmetro e o valor do coeficiente de Manning (n). Por exemplo: desejamos transportar 20 litros por segundo (0,020 m³/s) num tubo com declividade de 1% (1/100 = 0,01 m/m). Cálculo do fator de transporte:

k = Q/S1/2  onde:

k = fator de transporte

Q = vazão (m³/s)

S = declividade (m/m)

Logo:

k = 0,02/0,010,5 = 0,20

Agora, é só procurar por esse resultado (K = 0,20) numa tabela, para selecionar o Diâmetro Nominal e o Coeficiente de Manning correspondente, encontrando-se o diâmetro de 150 mm e o coeficiente de Manning 0,010. Vide Figura 1 abaixo.

Figura 1 - TABELA DO FATOR DE TRANSPORTE (k)

2) Padrão do Corrugado

Um segundo método para a escolha do coeficiente de Manning (este mais difícil de encontrar) é calcular o valor de 'n' com base numa equação que leva em conta apenas o diâmetro interno do tubo (D) que, por sua vez, é função do padrão do corrugado ou dimensões das ranhuras.

No caso do exemplo citado em 1 não poderíamos usar qualquer das três equações mostradas, pois o nosso tubo não se enquadra na faixa de diâmetros tabelada.

Figura 2 - PADRÃO DO CORRUGADO

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 15 novembro 2017 às 16:14

O USO DE TUBOS CORRUGADOS

A utilização de tubos corrugados nos projetos de drenagem subterrânea vem se consolidando a cada ano, entre outras vantagens comparativas (com os tubos usados tradicionalmente) por sua: resistência, leveza, durabilidade e elevada captação da água. São fabricados com polietileno de alta densidade - PEAD e aplicados em campos de esporte, drenagem agrícola, aterros sanitários, parques e jardins e outros.

No seu dimensionamento hidráulico, duas variáveis principais os diferenciam dos cálculos de drenos convencionais: a) são dimensionados à plena seção e b) o coeficiente de rugosidade de Manning (n) varia com o diâmetro do tubo e com a geometria/dimensões das rugosidades.

Na Figura abaixo, comparamos o cálculo que realizamos no projeto de campo de futebol usando tubo liso de PVC com DN 125 (diâmetro nominal de 125 mm), com os tubos corrugados KanaNET, que não dispõem esse diâmetro. Observamos que, com o diâmetro de 100, como a rugosidade é bem maior que a utilizada anteriormente em nossos cálculos, apesar de trabalhar à seção plena (tubo cheio), a vazão só atingiu a metade da necessária. Mesmo que a empresa fabricasse o diâmetro de 125 mm (linha da tabela na cor rosa), ainda não satisfaria o projeto. Assim, teríamos de usar o DN 170 mm. Em compensação, este diâmetro conduz mais do dobro da vazão de projeto e, portanto, se a condutividade hidráulica do solo permitisse, poderíamos aumentar o espaçamento entre drenos, economizando em material. 

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 19 outubro 2017 às 16:27

QUALIDADE DO EFLUENTE PARA AGRICULTURA SUSTENTÁVEL

http://cdn.intechopen.com/pdfs/34008/InTech-Effluent_quality_parame...

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 19 outubro 2017 às 15:26

MANEJO DA DRENAGEM AGRÍCOLA NA AMÉRICA DO NORTE

https://naldc.nal.usda.gov/download/10084/PDF

(para nos situarmos)

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 18 outubro 2017 às 17:49

MANUAL DE DRENAGEM AGRÍCOLA

http://www.wq.illinois.edu/dg/

(bom proveito)

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 15 julho 2017 às 11:07

CÁLCULO DO ESPAÇAMENTO DOS DRENOS

PELA EQUAÇÃO DE HOOGHOUT

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