Neste post faremos o dimensionamento de um sistema de tratamento de esgoto para uma casa, sendo ele composto por fossa séptica, filtro anaeróbio e sumidouro
Exemplo Resolvido
Ex.: Dimensione a fossa séptica, filtro anaeróbio e sumidouro de uma residência de alto padrão com 7 ocupantes, localizada em uma cidade cuja temperatura média do mês mais frio é de 17°C
OBS.: Para efeito de comparação, faça o dimensionamento dos dois tipos de fossa: a prismática retangular e a cilíndrica
Dados adicionais: Para o dimensionamento do sumidouro considere que a taxa de percolação do solo é de 80min/m
RESOLUÇÃO:
1) Fossa séptica
O primeiro passo para realizar esse dimensionamento, é calcular o volume útil necessário da fossa. Para isso, utilizamos a fórmula presente no item A.2 da NBR 17076 de 2024
$$ V = 1000 + N \cdot (q \cdot T + K \cdot L_{f}) $$Consultando a Tabela 1 dessa norma, obtemos que a contribuição de esgoto (q) e a contribuição de lodo fresco (Lf) para uma residência de alto padrão são, respectivamente, 160 L/Pessoa x Dia e 1 L/Pessoa x Dia
Como a residência possui 7 ocupantes, a contribuição total de esgoto será de 1120 litros por dia
$$ C_{d} = 160 \times 7 = 1120 \,\mathrm{L/Dia} $$Com essa informação, obtemos na Tabela A.1 da norma que o período de detenção dos despejos (T) será de 1 dia
Considerando que a fossa será submetida a limpeza a cada 5 anos e sabendo que a temperatura do mês mais frio é de 17°C, obtemos na Tabela A.2 da norma que a taxa de acumulação total de lodo (K) é de 225 dias
Inserindo esses dados na fórmula do item A.2 da NBR 17076 de 2024, obtemos que o volume útil necessário da fossa é de 3695 litros ou 3,695 metros cúbicos
$$ V_{\text{Útil Nec}} = 1000 + N \cdot (q \cdot T + K \cdot L_f) $$ $$ V_{\text{Útil Nec}} = 1000 + 7 \cdot (160 \cdot 1 + 225 \cdot 1) $$ $$ V_{\text{Útil Nec}} = 3695 \text{ Litros} = 3,695\text{m}^3 $$
Vamos agora escolher as dimensões internas da fossa de tal forma que o volume útil adotado seja maior ou igual ao volume útil necessário. Começaremos pela fossa prismática retangular
De acordo com a norma, a largura interna desse tipo de fossa deve ser de no mínimo 0,80m e a razão entre o comprimento interno e a largura interna deve ser maior ou igual a 2 e menor ou igual a 4
Além disso, de acordo com a Tabela A.3 da norma, a profundidade útil deve ser de no mínimo 1,2m, e no máximo 2,2m
Adotando uma largura interna de 1,25m, comprimento interno de 2,50m e profundidade útil de 1,2m, todas as exigências normativas são obedecidas
Multiplicando a largura pelo comprimento e pela altura, obtemos que o volume útil adotado é igual a 3,75 metros cúbicos
$$ V_{\text{Útil Adot}} = W \cdot L \cdot h_u $$ $$ V_{\text{Útil Adot}} = 1{,}25 \cdot 2{,}50 \cdot 1{,}20 = 3{,}75\,\text{m}^3 $$Observe que o volume útil adotado é superior ao volume útil necessário
Além disso, o volume útil adotado não é muito maior do que o volume útil necessário
Portanto, a fossa está bem dimensionada
Vamos agora dimensionar a fossa cilíndrica
Sabemos que a norma exige que o diâmetro interno desse tipo de fossa seja de no mínimo 1,10m
Sabemos também que de acordo com a Tabela A.3 da norma, a profundidade útil deve ser de no mínimo 1,2m e no máximo 2,2m
$$ D \geq 1{,}10\,\text{m} $$ $$ 1{,}2\,\text{m} \leq h_u \leq 2{,}2\,\text{m} $$Adotando um diâmetro interno de 1,90m e profundidade útil de 1,50m, todas as exigências normativas são obedecidas
Mutiplicando a área da base pela profundidade útil da fossa, obtemos que o volume útil adotado é de aproximadamente 4,25m³
$$ V_{\text{Útil Adot}} = \left(\frac{\pi \cdot D^2}{4}\right)\cdot h_u $$ $$ V_{\text{Útil Adot}} = \left(\frac{\pi \cdot 1{,}90^2}{4}\right)\cdot 1{,}50 = 4{,}25\,\text{m}^3 $$Como o volume útil adotado é maior do que o volume útil necessário, a fossa atende a demanda da residência
2) Filtro anaeróbio
O primeiro passo para realizar esse dimensionamento, é calcular o volume útil necessário do filtro anaeróbio. Para isso, utilizamos a fórmula presente no item D.2 da NBR 17076 de 2024
$$ V = {I_v \cdot N \cdot q \cdot T} $$Consultando a Tabela 1 dessa norma, obtemos que a contribuição de esgoto (q) de uma residência de alto padrão é de 160 litros por pessoa por dia
$$ q = 160 \,\mathrm{L/Pessoa\cdot Dia} $$Como a residência possui 7 ocupantes, a contribuição total de esgoto será de 1120 litros por dia
$$ C_{d} = 160 \times 7 = 1120 \,\mathrm{L/Dia} $$Com essa informação e sabendo que a temperatura média do mês mais frio é de 17°C, obtemos na Tabela D.1 da norma que o tempo de detenção hidráulica (T) será de 1 dia
Inserindo esses dados na fórmula do item D.2 da NBR 17076 de 2024, obtemos que o volume útil necessário do filtro é de 1792 litros ou 1,792 metros cúbicos
$$ V_{\text{Útil Nec}} = {I_v \cdot N \cdot q \cdot T} $$ $$ V_{\text{Útil Nec}} = {1,6 \cdot 7 \cdot 160 \cdot 1} $$ $$ V_{\text{Útil Nec}} = 1792 \text{ Litros} = 1,792\text{m}^3 $$Na imagem abaixo está indicada a porção do filtro que corresponde ao volume útil:
Vamos agora escolher as dimensões internas do filtro de tal forma que o volume útil adotado seja maior ou igual ao volume útil necessário
De acordo com o item D.2.3 e Figura D.1 da NBR 17076 de 2024, a altura útil (hu) do filtro anaeróbio deve ser maior ou igual a 1,20m
Adotando um diâmetro interno de 1,50m e altura útil de 1,20m, todas as exigências normativas são obedecidas
Multiplicando a área da base pela altura útil, obtemos que o volume útil adotado é de aproximadamente 2,12 metros cúbicos
$$ V_{\text{Útil Adot}} = \left(\frac{\pi \cdot D^2}{4}\right)\cdot h_u $$ $$ V_{\text{Útil Adot}} = \left(\frac{\pi \cdot 1{,}50^2}{4}\right)\cdot 1{,}20 = 2{,}12\,\text{m}^3 $$Observe que o volume útil adotado é superior ao volume útil necessário
Além disso, o volume útil adotado não é muito maior do que o volume útil necessário
Portanto, o filtro está bem dimensionado
3) Sumidouro
O primeiro passo para realizar esse dimensionamento, é calcular a área de infiltração necessária do sumidouro. Para isso, utilizamos a fórmula presente no item K.3 da NBR 17076 de 2024
$$ A = \frac{C_d}{T_x} $$Consultando a Tabela 1 dessa norma, obtemos que a contribuição de esgoto (q) de uma residência de alto padrão é de 160 litros por pessoa por dia
$$ q = 160 \,\mathrm{L/Pessoa\cdot Dia} $$Como a residência possui 7 ocupantes, a contribuição total de esgoto será de 1120 litros por dia ou 1,12 m³/dia
$$ C_{d} = 160 \times 7 = 1120\,\mathrm{L/dia} = 1{,}12\,\text{m}^3/\text{dia} $$Consultando a Tabela N.1 da norma, obtemos que para uma taxa de percolação de 80 minutos por metro, a taxa máxima de aplicação diária é de 0,14 metros cúbicos por metro quadrado por dia
Inserindo esses dados na fórmula do item K.3 da NBR 17076 de 2024, obtemos que a área de infiltração necessária do sumidouro é de 8,0m²
$$ A_{\text{Inf Nec}} = \frac{C_d}{T_x} = \frac{1{,}12}{0{,}14} = 8{,}0\,\text{m}^2 $$Vamos agora escolher as dimensões internas do sumidouro de tal forma que a área de infiltração adotada seja maior ou igual a área de infiltração necessária
Lembrando que de acordo com o item K.3.1.6 da NBR 17076 de 2024, o menor diâmetro interno do sumidouro deve ser de 1,00m
Adotando um diâmetro interno de 1,00m e altura útil de 2,30m, todas as exigências normativas são obedecidas
Sabemos que a área de infiltração do sumidouro corresponde a soma da área de sua base com a área interna das paredes (área abaixo da tubulação de entrada do sumidouro)
Logo, temos que a área de infiltração adotada é de aproximadamente 8,01m²
$$ A_{\text{Inf Adot}} = \frac{\pi \cdot D_i^2}{4} + \pi \cdot D_i \cdot h_u $$ $$ A_{\text{Inf Adot}} = \frac{\pi \cdot 1^2}{4} + \pi \cdot 1 \cdot 2{,}30 $$ $$ A_{\text{Inf Adot}} = 8{,}01\,\text{m}^2 $$Observe que a área de infiltração adotada é superior a área de infiltração necessária
Além disso, a diferença entre elas não é muito grande
Portanto, o sumidouro está bem dimensionado
Então chegamos no final do exercício. Espero que tenha gostado!
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Vídeo com dimensionamento da fossa séptica:
Vídeo com dimensionamento do filtro anaeróbio:
Vídeo com dimensionamento do sumidouro:
Planilha para dimensionamento de fossa, filtro e sumidouro:
Veja no vídeo abaixo a apresentação de uma planilha para dimensionamento de fossa séptica, filtro anaeróbio e sumidouro
OBS.: A planilha foi atualizada de acordo com a NBR 17076 de 2024, que substituiu as antigas NBR 7229 de 1993 e NBR 13969 de 1997
Saiba mais sobre a planilha Clicando Aqui
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