BR102020017696A2 - Tubo dreno com filtros acoplados, tubo dreno com filtros acoplados e calha incorporada, anel pré-moldado com filtros acoplados, laje pré-moldada com filtros acoplados, método construtivo para execução de direcionamento da água e adequação do nível do lençol freático, poço de recarga hídrica domiciliar/sumidouro para fossa séptica utilizando os elementos com filtros acoplados - Google Patents

Abstract

A presente invenção compreende dispositivos com filtros acoplados de utilização mista para dreno e para rede pluvial profunda, poço de recarga hídrica (5) e/ou sumidouro para fossa séptica, sendo o tubo dreno (1) com ou sem calha incorporada (2). Os anéis (3) e a laje pré-moldada (4), são peças para confecção do poço de recarga hídrica (5). O filtro (6) é composto por corpo cilíndrico (15) onde são conectados nas extremidades cap (16) com furos (17), tela ou peneira, são fixadas em sua face interna manta geotêxtil (13). Complementarmente, a invenção compreende um sistema constituído de pluralidades de tubos (7) e (8) e seu respectivo método de construção. Dessa forma, a invenção permite conjugar as funções de coletar, transportar e armazenar as águas dos lençóis freáticos e pluviais, uma vez que cada tubo possui filtros e um deles, além dos filtros calha incorporada (2), proporciona-se a entrada dos fluidos nos dutos quando a rede é executada em locais onde ocorrem a presença de água superficial transportando-o para as áreas não edificadas, característica possível devido a existência da calha. Fora das áreas edificadas são utilizados os tubos (1) que possibilitam também o processo inverso, além da água entrar no duto nos locais em que houver sua presença em excesso no solo, permite também sua passagem de dentro para fora proporcionando a infiltração do líquido no solo no percurso entre sua captação e os aquíferos e consequente redução dos volumes dos fluxos que alcançam, em um curto intervalo de tempo, as áreas urbanas localizadas nos pontos mais baixos da cidade. Assim, a presente invenção contribui ao estado da técnica disponibilizando peças, sistemas e métodos executivos inovadores que se constituem em uma ótima alternativa para a solução dos desafios inerentes ao manejo das águas superficiais e subterrâneas.

Description

TUBO DRENO COM FILTROS ACOPLADOS, TUBO DRENO COM FILTROS ACOPLADOS E CALHA INCORPORADA, ANEL PRÉ-MOLDADO COM FILTROS ACOPLADOS, LAJE PRÉ-MOLDADA COM FILTROS ACOPLADOS, MÉTODO CONSTRUTIVO PARA EXECUÇÃO DE DIRECIONAMENTO DA ÁGUA E ADEQUAÇÃO DO NÍVEL DO LENÇOL FREÁTICO, POÇO DE RECARGA HÍDRICA DOMICILIAR/SUMIDOURO PARA FOSSA SÉPTICA UTILIZANDO OS ELEMENTOS COM FILTROS ACOPLADOS CAMPO DA INVENÇÃO

1. A presente invenção pertence ao campo da engenharia hidráulica e ambiental e tem por objeto um inovador sistema de manejo das águas subterrâneas, superficiais e servidas após tratamento em fossa séptica constituído por múltiplos elementos especificamente projetados para compor uma solução para contribuir com o restabelecimento do equilíbrio hidrológico, com a finalidade de minimizar os impactos ambientais provocados pelo uso indiscriminado das águas e pela ocupação desordenada de grandes áreas nos centros urbanos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

2. O estado da arte indica desafios ainda não superados. A impermeabilização crescente do solo nas cidades, principalmente nos grandes centros urbanos, os desmatamentos e o uso descontrolado das águas subterrâneas vêm ocasionando alterações nos níveis, volumes e qualidade dos aquíferos com impacto direto nos cursos d'água superficiais e isso vem causando grandes transtornos à população, causando doenças infectocontagiosas, além de prejuízos financeiros aos poderes públicos e a diversos entes privados. A alteração no comportamento das estações chuvosas é uma das maiores consequências do uso desordenado dos recursos hídricos. Isso vem causando desafios para todas as áreas do saber. Para a engenharia em específico a distribuição pluviométrica com grandes variações nos volumes dos picos de chuva, inviabilizam a execução de projeto que atendam a demanda real das precipitações pluviométricas o que obriga a população a conviver com um risco imensurável.

3. Uma das alternativas identificadas no estado da técnica que visa minimizar esses problemas é a construção de piscinões em determinados pontos das cidades, para armazenar certa quantidade das águas das chuvas, e com isso, tentar evitar as enchentes.

4. Contudo, o problema se mostra de solução ainda pendente. No caso dos piscinões, assim como outras tecnologias, como será mostrado a seguir, são soluções isoladas e inócuas quanto aos necessários mecanismos de integração com os demais sistemas existentes. As soluções como um todo falham por não conter a evolução do crescimento horizontal das manchas vermelhas de inundação, os alagamentos, a perda progressiva da umidade do solo e do ar.

5. Adicionalmente, muitas das soluções que abordam mecanismos de retenção ou armazenamento de água têm sua construção limitada às áreas ainda disponíveis dos centros urbanos, nem sempre correspondentes às áreas realmente consideradas ideais para a efetiva superação do problema. De forma complementar, grande parte das soluções do estado da arte envolvem custos vultosos de construção e manutenção, as tornando impraticáveis.

6. O documento BR102013030159-0, por exemplo, idealiza um sistema de controle do escoamento das águas pluviais em vias públicas, por meio da instalação de caixas de captação de águas pluviais dotadas de sistema de contenção e infiltração destas águas na camada não saturada do solo e subsolo de modo a atenuar as alterações provocadas pela impermeabilização do solo. Contudo, a solução apresentada, além de absolutamente distinta da presente invenção, requer a instalação de grandes caixas e não solucionado de pleno a questão central do escoamento, dado que as estruturas propostas não são dotadas de mecanismos de facilitação da drenagem das águas para o solo. As estruturas propostas no documento são inteiriças e de complexa composição construtiva, se distanciando dos preceitos da presente invenção e não contribuindo de maneira efetiva ao estado da arte.

7. Oportuno mencionar o documento MU8901006-0, que descreve um sistema de drenagem pluvial para ser instalado nas encostas de morros, para captação da água das chuvas e condução destas até o lençol freático, evitando assim o encharcamento do solo, e consequentemente o deslizamento de terra. O sistema é constituído de uma calha dotada de saídas com peneiras, ligadas aos tubos condutores que possuem ao longo de seu comprimento diversas perfurações que facilitam o escoamento da água até o lençol freático. Neste caso, o documento não descreve um método de construção do dito sistema e não há qualquer particularidade quanto as perfurações dos tubos condutores, que fatalmente restariam entupidos e impedidos de se atingir a função que se propõe. De forma diferente e inovadora a presente invenção compreende um sistema em que os tamanhos dos tubos e os mecanismos de conexão de forma particular e específica, associados a tamanhos igualmente especiais e peculiares de perfurações, que compreendem revestimento e estrutura complementar em cada perfuração. Tal disposição construtiva, diferentemente de se simplesmente perfurar aleatoriamente tubos diversos, tal como o faz o documento mencionado, sana o problema de eventual entupimento, e promove plena qualidade e celeridade no escoamento, na adequação do nível do lençol freático e drenagem pluvial profunda. Desse modo, o documento em questão, além de não compreender uma solução completa de fato, está aquém da proposta da presente invenção.

8. Por outro lado, há ainda soluções tais como a prevista no documento PI0402025-1, que descreve um sistema de absorção de água pluvial que emprega a justaposição de cavidades circulares, que podem ser preenchidas e que, segundo o documento, permitiriam o contato direto da água pluvial com o solo. No entanto, assim como as demais soluções presentes no estado da arte, tem-se uma proposta incompleta, pois, além de não deixar claro os mecanismos construtivos que tornam a invenção viável, o documento não apresenta uma solução que de fato sane os problemas do estado da arte, pois, o contato direto da água pluvial com o solo é apresentado de forma simplificada e incompleta, sendo necessário, na verdade, e como demonstra a presente invenção, uma solução mais robusta, que integre outros elementos aptos a contribuir com a drenagem de modo a evitar entupimentos e promover escoamento de forma gradativa e continua.

9. Além destes documentos, há documentos no estado da arte que descrevem componentes assessórios de sistemas de drenagem, que demonstram o quão complexo é o desenvolvimento de um sistema e dispositivos tão completos como aqueles apresentados por meio da presente invenção. Um exemplo é o documento PI0901108-0, que se refere a um conjunto separador de resíduos para ser instalado em redes de drenagem pluvial, mantendo-as desobstruídas. O conjunto remove e armazena os detritos sólidos obstrutivos, e em um poço secundário, por sedimentação e flotação, remove e armazena óleo, graxa, resíduos de combustão, fragmentos de plástico, substâncias leves e derivados de petróleo presentes nas ruas principalmente pelo trânsito de veículos, e que afluiriam para as redes de drenagem durante as chuvas.

10. O documento BR102019020654-3 descreve um tubo permeável para rede pluvial que favorece a infiltração das águas no solo, porém este elemento foi dimensionado para atender ao sistema de drenagem pluvial, suas perfurações reforçadas foram estrategicamente locadas para permitir que, de forma gradativa e evitando o surgimento de erosões, uma porcentagem da água conduzida pela tubulação passe pelos filtros. A metodologia executiva objetiva a facilitação da infiltração e a inibição da percolação do líquido no solo dificultando que a água infiltrada alcance a superfície. O revestimento e o filtro das perfurações têm dimensões preestabelecidas, suas disposições e quantidades insuficientes para a adequação do nível do lençol freático em áreas edificáveis sendo que esse dispositivo não é adequado para um sistema misto de adequação do nível do lençol freático conjugado com drenagem pluvial profunda, como cita a presente invenção.

11. Por fim, o documento BR1020130015585-3 é igualmente representativo de soluções acessórias incompletas que demonstram que o estado da arte carecia de uma solução tal qual a da presente invenção. O referido documento descreve uma configuração aplicada em bueiro e canaleta drenante, desenvolvidos para efetuar a drenagem das águas das chuvas torrenciais, coibindo a entrada de materiais sólidos nas galerias, melhorando assim, o sistema de drenagem das ruas das cidades, pátios e outros, por meio da absorção contínua do fluxo das águas, evitando entupimentos, contaminação, alagamentos, enchentes e principalmente a entrada e saída de animais peçonhentos na rede coletora pluvial. No entanto, o documento não soluciona a questão posterior, do escoamento e drenagem pluvial após ingresso nas galarias.

12. Desta feita, resta evidenciado que o estado da técnica não compreende uma invenção tal qual a apresentada nesse relatório descritivo, que consiste na sinergia entre um método executivo de rede para dreno de direcionamento da água e adequação do nível do lençol freático e os elementos com filtros acoplados aqui apresentados. Essa invenção pode ser utilizada de forma mista, como rede de dreno, de drenagem pluvial profunda, poços de recarga hídrica e sumidouros de fossas sépticas (5). Sendo todos os sistemas citados construídos a partir dos tubos (1) e (2), anéis (3), lajes (4) e filtros (6), ocorre uma completa solução para o manejo das águas subterrâneas e superficiais, representando um significativo avanço no estado da técnica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

13. A presente invenção trata de um tubo dreno com filtros acoplados (1) com ou sem calha incorporada em sua geratriz inferior (2) e anel pré-moldado com filtros acoplados (3). Esses produtos podem ser fabricados em seções preferencialmente circulares ou outras seções, em materiais resistentes e inoxidáveis, em concreto simples, concreto armado, policloreto de vinila (PVC), polietileno (PEAD) ou com materiais equivalentes. O encaixe entre uma peça de tubo e outra deve ser do tipo macho e fêmea, ponta e bolsa, com ou sem anel de vedação na bolsa de encaixe, roscável, soldável e similares. As peças possuem perfurações com filtros (6) em toda a área útil das paredes com as funções de: separar o material sólido da água, impedir a colmatação das perfurações e evitar a ocorrência de processos erosivos sob a rede quando esse tipo de material for utilizado para drenagem pluvial.

14. O filtro é composto por corpo cilíndrico para revestimento e reforço da perfuração e em cada extremidade vai conectado uma tela, peneira ou cap (16) com furos (17) encaixados de forma interna ou externa através de mecanismos roscáveis, soldáveis ou similares e junto à seção interna de cada cap é fixada manta geotêxtil (13). Já a laje pré-moldada com filtros (6) acoplados (4) é utilizada para separar o líquido das partículas sólido no poço de recarga hídrica e/ou sumidouro.

15. Conforme salientado no estado da arte, atualmente, os tubos para rede de dreno existentes, que captam e transportam as águas dos lençóis freáticos, normalmente são o ponta e bolsa envolvidos por materiais drenantes.

16. Os tubos convencionais são executados basicamente por tubos de concreto pré-moldados e em concreto simples, concreto armado ou em tubo de PVC, PEAD com perfurações aleatórias. Devido a essa configuração, não devem ser utilizados como alternativa para redes de drenagem pluvial, já que possibilitam a evolução de processos erosivos sob a rede em sistemas com declividades média e alta. Tais erosões são provocadas pelos volumes de água que saem pelas perfurações, o que potencializa o carreamento do solo sob a rede tendo como consequência danos ao sistema de drenagem e à pavimentação. Já para sistemas com rede de baixa declividade ocorre a colmatação dos furos com perda significativa de sua eficiência.

17. Portanto, percebe-se um imensurável avanço tecnológico na área de execução de dreno e da micro e macrodrenagem, pois as soluções aqui propostas podem ser utilizadas tanto para dreno como para redes de drenagem profunda, possibilitando a recarga hídrica devido a sua permeabilidade e ainda com particularidade da filtragem preliminar da água antes que esta alcance o solo.

18. Nas áreas edificáveis com lenções freáticos altos, as águas afloram e escoam superficialmente e são lançadas nas vias públicas. Nas regiões de topografia acentuada, com declividades das ruas superiores a 12%, com alto índice de impermeabilização do solo e sem sistema de drenagem, as águas dos lençóis somada às pluviais escoam superficialmente pelo pavimento, normalmente asfáltico, e alcançam os pontos baixos em um intervalo mínimo de tempo. É sabido ainda que, nos locais onde existem as redes, é usualmente utilizado o tubo convencional de drenagem que não permite a recarga hídrica e a velocidade do fluxo não é minimizada. Nesse caso, as águas chegam cada vez mais rápido nos talvegues, provocando aumento horizontal das manchas vermelhas de inundação e da ocorrência de alagamentos, com áreas edificadas atingidas, causando prejuízos materiais, o aumento significativo do número de perdas de vidas humanas e animais e os danos ambientais tomam proporções imensuráveis.

19. Segundo artigo técnico “Impactos da ocupação urbana na permeabilidade do solo” publicado na Scielo, centros urbanos possuem bairros com índices de impermeabilização de até 90% da área ocupada. Isto posto, nota-se a obsolescência precoce do sistema de micro e macrodrenagem uma vez que o mesmo passa a não atender as novas demandas geradas pelo acelerado crescimento urbano, acarretando em pontos de inundação e alagamento que geram prejuízos e desconfortos à população em períodos de chuva mais concentrada.

20. Dessa forma, nas áreas de incidência de alagamentos e inundações observa-se a predominância de escoamento superficial de águas pluviais e dos afloramentos dos lençóis freáticos nos centros urbanos. Essa problemática induz a um escoamento instantâneo com volumes de pico das águas para os talvegues, impossibilitando que ocorra a sua evaporação na área em que ocorre a chuva, com consequente redução da umidade relativa do ar, impedindo que a distribuição hídrica ocorra de forma uniforme em todas as regiões dos grandes centros urbanos.

21. Assim, com o intuito de solucionar tais problemas desenvolveu-se a presente invenção, uma alternativa mista que atende à demanda das águas pluviais em redes profundas e as soluções direcionamento do fluido e de adequação do nível lençol freático com a utilização da construção de redes para drenos horizontais, poços de recarga hídrica e sumidouro. A utilização desta invenção possibilita a retenção, armazenamento e a condução das águas pluviais, dos lençóis e das águas servidas até os córregos e rios com melhoria da qualidade, com redução da velocidade de deslocamento devido à perda de energia provocada pela existência dos filtros, o aumento do tempo de retenção do fluxo na camada drenante (12), e redução da chegada brusca de grandes volumes de pico de água nas áreas urbanas localizadas nos pontos mais baixos. O que proporciona um maior tempo para a mesma infiltrar e garante a manutenção da umidade ótima natural do solo e consequente melhoria na umidade ambiente.

22. Nas áreas edificáveis de lençóis freáticos com níveis superficiais e variáveis devido ao aumento e redução das águas entre o período de estiagem e a estação chuvosa existe a necessidade da adequação do seu nível de forma que o mesmo permaneça relativamente constante.

23. Tais invenções possuem aplicação na área de manejo das águas subterrâneas e superficiais, visando proporcionar condução, direcionamento e adequação do nível do lençol freático em áreas edificáveis quando utilizada para rede de dreno e retroalimentação hídrica, com a filtragem preliminar da água antes que a mesma alcance o solo, restabelecimento da infiltração, retenção do fluxo da água, armazenamento com manutenção da umidade ótima natural do solo, permanência da filtragem natural das águas pelo solo no seu percurso até os cursos d'água, e redução dos impactos ambientais produzidos pela impermeabilização das áreas edificadas e pavimentadas quando utilizadas para rede mista ou para rede de drenagem profunda.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

24. Uma vez que a presente invenção envolve a obtenção de resultados inovadores que confirmam a superioridade do método, sistema e tubos desenvolvidos frente ao estado da técnica, se faz essencial demonstrar em imagens as disposições construtivas desenvolvidas, o que é feito por meio das Figuras que integram o presente pedido de patente.

25. A Figura 01 representa uma modelagem e os detalhamentos longitudinal e transversal respectivamente do tubo dreno de seção circular com filtros acoplados (1) para serem utilizados em áreas não edificáveis. As variáveis de dimensões comerciais DN, DE, DR, DB, DS, A, B, C, J e K indicadas nos detalhamentos da Figura 01 são determinadas conforme a extensão e diâmetro dos tubos em um sistema de concreto, não sendo a priori, de rígida designação, podendo ser flexíveis e atender à necessidade estabelecida em cada projeto em específico. Ainda, os filtros (6) têm sua modelagem e detalhamentos observados na Figura 06 e são postos em linhas de modo que em uma linha inferior, as perfurações são posicionadas intercaladas conforme indicado no detalhamento do tubo da Figura 01 com espaçamentos (J) preferencialmente de valor mínimo igual a duas vezes o diâmetro da perfuração em relação à linha superior. Ainda, a mesma distância entre as perfurações está presente em todo o corpo cilíndrico do tubo (1).

26. A Figura 02 representa uma modelagem em dois ângulos e os detalhamentos longitudinal e transversal respectivamente do tubo dreno de seção circular com filtros acoplados e calha incorporada (2) para serem utilizados em áreas edificáveis devido à presença da calha locada na sua geratriz inferior conforme desenhado na modelagem da Figura 02. As variáveis de dimensões comerciais DN, DE, DR, DB, DS, A, B, C, E, J e K indicadas nos detalhamentos da Figura 02 são determinadas conforme a extensão e diâmetro dos tubos em um sistema de concreto, não sendo a priori, de rígida designação, podendo ser flexíveis e atender à necessidade estabelecida em cada projeto em específico. Ainda, os filtros acoplados (6) têm sua modelagem e detalhamentos observados na Figura 06 são postos em linhas de modo que em uma linha inferior, as perfurações são posicionadas intercaladas conforme indicado na modelagem do tubo da Figura 02 com espaçamentos (J) preferencialmente de valor mínimo igual a duas vezes o diâmetro da perfuração em relação à linha superior. A mesma distância entre as perfurações é presente em todo o corpo cilíndrico do tubo (2), exceto na calha conforme ilustrado na modelagem do tubo da Figura 02.

27. A Figura 03 representa a modelagem e os detalhamentos do corte horizontal e vertical respectivamente do anel pré-moldado de seção circular com filtros acoplados (3). As variáveis de dimensões comerciais DN, DE, DR, DS, A, B, H, h e ângulo P indicadas nos detalhamentos da Figura 03 são determinadas conforme diâmetro e espessura do anel, não sendo a priori, de rígida designação, podendo ser flexíveis e atender à necessidade estabelecida em cada projeto em específico. Ainda, os filtros acoplados (6) têm sua modelagem e detalhamentos observados na Figura 06 e são postos em linhas de modo que em uma linha inferior, as perfurações são posicionadas intercaladas conforme indicado na modelagem do anel da Figura 03 com espaçamentos (h) preferencialmente de valor igual a um terço de H. A mesma distância entre as perfurações está presente em todo o corpo cilíndrico do anel (3).

28. A Figura 04 representa ordenadamente as modelagens da laje e de sua seção transversal e os detalhamentos da vista superior e do corte transversal da laje pré-moldada de seção circular com filtros acopladas (4). As variáveis DN e E indicadas nos detalhamentos da Figura 04 são determinadas, não sendo a priori, de rígida designação, podendo ser flexíveis e atender à necessidade estabelecida em cada projeto em específico. Ainda, os filtros os acoplados (6) têm sua modelagem e detalhamentos observados na Figura 06 e são postos em linhas de modo que em as perfurações são posicionadas intercaladas conforme indicado na modelagem da laje da Figura 04 com espaçamentos de eixo a eixo, preferencialmente de valor maior ou igual a duas vezes o diâmetro da perfuração. A mesma distância entre as perfurações está presente em toda a área útil da laje.

29. A Figura 05 representa a modelagem estrutural bidimensional e tridimensional e seus respectivos cortes verticais, junto com o detalhamento do corte transversal com composição completa do Poço de Recarga Hídrica que pode ser utilizado também como sumidouro para fossa séptica. São observados os mesmos componentes das Figura 03, 04 e 06 adicionados dos elementos: tampão de ferro fundido (9), anel de concreto de seção circular convencional (10), laje de redução de seção circular convencional (11) camada drenante preferencialmente em brita 01 (12), a manta geotêxtil (13) e a camada de pedra (14). Para todos os elementos em que foram citados o tipo de material podem ser utilizados materiais equivalentes e dimensões compatíveis com projetos específicos.

30. No corte transversal do poço, nota-se as grandezas e variáveis indicadas nas Figura 03 e 06, além dos parâmetros C, E, F, G, L e P , referentes, respectivamente, à altura da laje com filtros (4) e da camada de pedra (14), largura da camada drenante (12), profundidade do poço a ser preenchida por água, diâmetro do poço, profundidade total do poço e a altura do pescoço para inspeção.

31. A Figura 06 representa as modelagens explodidas do filtro com cap de encaixe externo e interno e os detalhamentos do cap perfurado com encaixe externo do filtro secionado. O filtro é composto pelo revestimento e reforço das perfurações (15) com manta geotêxtil (13) e tela, peneira ou cap (16) com furos (17) em suas extremidades. Os caps com furos podem ser substituídos por outros dispositivos adequados ao tipo de projeto e sua aplicabilidade. Os furos são afastados entre si por uma distância (R) e estão indicados em todas as Figuras relacionadas neste relatório. O filtro é um corpo cilíndrico de material resistente, inoxidável e executado preferencialmente de PVC, podendo ser utilizado materiais compatíveis ao tipo de utilização, com o encaixe entre o cap e o revestimento interno ou externo, do tipo roscável, soldável ou com encaixes similares e dimensões representadas pelas variáveis DF, DP, DM e E preestabelecidos e proporcionais aos elementos a que vai fixado.

32. A Figura 07 representa o corte transversal e longitudinal respectivamente de uma rede (7) utilizando o tubo (1), em que são observados os mesmos componentes da Figura 01 e 06, adicionados das variáveis: largura vala escavada (L), a profundidade da camada drenante (H), a altura da camada drenante (S), tubo dreno com filtro acoplado (1) assentado em um meio drenante (12) envolvido por manta geotêxtil (13), além da visualização da grandeza (C) corresponde à profundidade da bolsa e (E) que é tanto à altura dos filtros (6) como à espessura do tubo (1). Já as variáveis DN, DE e DS são dimensões comerciais ou definidas em projeto específico.

33. Na vista longitudinal da rede, observam-se as grandezas e variáveis indicadas nas Figuras 01 e 06, além dos parâmetros (A) referente ao comprimento total do tubo e (B) ao comprimento útil de uma peça.

34. A Figura 08 representa o corte transversal e longitudinal respectivamente de uma rede (8) utilizando o tubo 2, em que são observados os mesmos componentes das Figuras 02 e 06, adicionados das variáveis: largura vala escavada (L), a profundidade da camada drenante (H), a altura da camada drenante (S), tubo dreno com filtro acoplado (1) assentado no fundo da vala previamente nivelada e regularizada e com as perfurações em um meio drenante (12) envolvido por manta geotêxtil (13), além da visualização da grandeza (C) corresponde à profundidade da bolsa e (E) que é tanto à altura dos filtros (6) como à espessura do tubo (2). Já as variáveis DN, DE e DS são dimensões comerciais ou definidas em projeto específico.

35. Na vista longitudinal da rede, observam-se as grandezas e variáveis indicadas nas Figuras 01 e 06, além dos parâmetros (A) referente ao comprimento total do tubo e (B) ao comprimento útil de uma peça.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

36. A presente invenção, quando utilizada para construção de rede para drenagem pluvial, permite a condução das águas superficiais e subterrâneas do solo com redução da velocidade de deslocamento devido à perda de energia provocada pela presença dos filtros (6) acoplados às paredes dos tubos - os filtros garantem ainda, a filtragem preliminar da água. Esses benefícios, associados ao aumento do tempo de retenção do fluxo na camada drenante (12) e nos poços de recarga hídrica, provocam um aumento do tempo para a infiltração e a filtragem natural, melhorando a qualidade do líquido que alcançam os mananciais e permitindo a manutenção da umidade ótima do solo e ambiente.

37. Tais vantagens somente são possíveis por meio do sistema proposto, que possui filtros (6) acoplados, tal disposição permite a passagem da água para um material drenante protegido por manta geotêxtil (13) que envolve toda a tubulação, onde a água permanece retida até que haja sua infiltração no solo e seu excesso retorne para o interior do tubo. Não há qualquer documento no estado da técnica que descreva construção de rede utilizando tubos com filtros de forma similar.

38. Essa metodologia pode ser utilizada também para rede de dreno, sendo o tubo com filtro em toda a área útil das paredes utilizado nas áreas sem edificações, tais como campo de futebol e jardins, já o com calha incorporada pode ser utilizado sob edificações devido a impermeabilização de fração da área da geratriz inferior de sua parede que garante a condução do líquido sem a infiltração.

39. Associado às características relacionadas, essa invenção, ainda possui a flexibilidade de, quando a utilizarmos para rede de drenagem o filtro (6) funcionará com um fluxo de dentro para fora proporcionando a recarga hídrica e quando aplicarmos em rede para dreno, de fora para dentro, reduzindo a quantidade de água do solo.

40. Os filtros (6) consistem em um corpo cilíndrico vazado, composto de material resistente e inoxidável (15) que tem a finalidade de revestir e reforçar as perfurações e possui altura igual à espessura das paredes do dispositivo a que está fixado e manta geotêxtil (13), além de tela inoxidável ou cap (16) com furos (17) nas extremidades.

41. Em uma configuração preferencial da invenção, pode-se observar uma vala aberta de largura (L), o tubo assentado no meio da camada drenante (12), usualmente em brita toda envolvida por manta geotêxtil (13). O tubo (1) possui filtros acoplados (6) podendo ter calha incorporada (2) dotado de perfurações revestidas.

42. Nesse contexto, cada perfuração é protegida por material resistente para impedir a fragilização do tubo, sendo que o revestimento (15) das ditas perfurações se constituem em um corpo cilíndrico vazado com diâmetro (DP) proporcional à área da seção do tubo dreno, com espessura da parede preestabelecidas, com comprimento igual a espessura das paredes do tubo.

43. Adicionalmente, a presença dos filtros nas perfurações, além de proporcionar a filtragem preliminar das águas, evita a evolução de processos erosivos sob a rede, a colmatação da perfuração do tubo e da camada drenante (2) com partículas carreadas pelas águas pluviais ou subterrâneas. Essa configuração aumenta a eficiência operacional do sistema e reduz a periodicidade da necessidade de limpeza das redes dos drenos com utilização dos jatos de água pressurizados.

44. O funcionamento do tubo com filtros acoplados como um sistema misto para adequação do nível do lençol freático e rede de drenagem pluvial (4) consiste em construir todo o sistema de transporte de águas pluviais e subterrânea da área edificável para o sistema de drenagem pluvial público ou curso d'água mais próximo.

45. A camada drenante (12) conjuga as funções: retenção, armazenamento, infiltração da água no solo e o direcionando do excedente do fluxo para dentro da tubulação que conduzirá o líquido para as redes de drenagem sem comprometer as áreas permeáveis do terreno.

46. Considerando uma concretização preferencial completa, mas não se limitando a ela, o tubo dreno com filtros acoplados é formado em seção preferencialmente circular ou em seções poligonais diversas, com material reforçado e inoxidável, que pode ser em concreto armado, podendo ser em PVC, PEAD ou material equivalente, com encaixe entre uma peça e outra do tipo macho e fêmea, ponta e bolsa, ponta e ponta, com ou sem anel de vedação na bolsa de encaixe e com perfurações locadas em toda a área útil de sua parede.

47. O filtro pode ser construído a partir de material inoxidável, metálico, PVC ou equivalente, com tela, peneira ou cap (16) com furos (17), de material inoxidável nas extremidades. O diâmetro (DP) do filtro (6) são proporcionais às dimensões do elemento a que se acopla, aposta em cada cap (16) coloca-se uma manta geotêxtil (13) com gramatura de 100g/m2 podendo haver variação desde que definido em projeto específico. A fixação da tela ou cap à extremidade é executada através de encaixes do tipo macho ou fêmea, roscável, soldável ou de forma similar.

48. Os anéis (3) são peças conectadas por extremidades dotadas de encaixes de conexão do tipo macho e fêmea, ponta e ponta, ou tipos similares e medidas segundo as variáveis DN, DE, DS, A, B, h e H conforme indicados na Figura 03. Os anéis podem ser constituídos de material inoxidável, sendo o dito material concreto simples ou armado, policloreto de vinila (PVC), polietileno (PEAD) ou materiais equivalentes, e possuindo cada anel (3) diâmetro interno (DN) comercial. A espessura das paredes são proporcionais ao seu diâmetro (DN) e adequada ao tipo de material empregado em sua confecção ou de acordo com especificado em projeto. Em toda a área útil de cada unidade dos anéis apresentam-se as perfurações, sendo cada perfuração dotada de filtros (6) com afastamento horizontal preferencialmente maior que duas vezes o diâmetro da perfuração (DP) e vertical igual a (h).

49. As Lajes (4) pré-moldadas, dispositivos compostos por perfurações com filtros (6) acoplados, com afastamentos preferencialmente maior que duas vezes o diâmetro da perfuração (DP). O diâmetro da peça (DN) representado na Figura 04 usualmente é igual a (DE) do anel (3), podendo ajustar seu diâmetro ao tipo de aplicação adotado para a laje.Tanto anel quanto a laje, neste invento, são utilizados para a montagem do poço de recarga hídrica e/ou sumidouro para fossa séptica com a função de separar as partículas sólidas do líquido. Além disso, essas peças podem ser utilizadas com aplicações em outros dispositivos, desde que elaborados projetos específicos.

50. O poço de recarga hídrica e/ou sumidouro (5) consiste em uma montagem de superposição vertical dos anéis (3) com instalação da laje (4) a uma distância (C) do fundo do poço. Tal dispositivo possui a função de armazenar a água que passará gradualmente pelos filtros (6), camada drenante (12) e manta geotêxtil (13) antes de alcançar o solo, o que proporciona uma melhoria significativa da sua qualidade restabelecendo a umidade do solo e do ar e produzindo a recarga dos aquíferos com um nível de qualidade mais adequada. Isso garante que líquido alcance o solo na área de ocorrência das chuvas favorecendo o restabelecimento da uniformização do ciclo hídrico que teve seu comportamento alterado pela impermeabilização de grandes áreas urbanas.

51. Na sequência foram estabelecidas as etapas executivas para construção do poço, após a escavação da vala com profundidade (L) são: fixação de manta geotêxtil (13) e lançamento do material da camada drenante (12), assentamento dos anéis (3) de arranque até uma distância (C) do fundo e colocação da laje (4) com filtros (6). O poço (5) em questão possui uma laje de redução (11) a uma distância (P) da superfície do terreno onde o mesmo está sendo implantado. Sobre a laje de redução (11) são assentados os anéis de menor diâmetro convencionais (10) para instalação do pescoço ou ponto de inspeção e manutenção. Esse dispositivo (5) é todo envolvido por material drenante (12) e manta geotêxtil (13) e abaixo da laje com filtros (4) é preenchido por pedra (14).

52. O método executivo do sistema de rede dreno formada por múltiplos tubos tais quais já descritos nas Figuras 07 e 08, compreende as etapas de: (a) remoção do pavimento e da base na largura (L) da vala a ser executada, separando as placas de asfalto do solo e da base do pavimento; (b) escavação da vala com largura correspondente ao diâmetro externo do tubo (DE) com um excedente em cada lateral do tubo a ser assentado e profundidade com as dimensões estabelecidas em projeto; (c) preenchimento dos 20cm do fundo da vala com bica corrida ou material granular equivalente; (d) caso o solo do fundo da vala seja argila mole ou o lençol freático seja mais superficial que a rede, adicionar enrocamento com pedra de mão até que o fundo da vala fique resistente às cargas impostas pela rede e seu recobrimento; (e) regularização e acerto de toda área do fundo da vala escavada; (f) forração do fundo da vala com manta geotêxtil de gramatura 300g/m2 ou estabelecida em projeto e material drenante (12); (h) assentamento do tubo dreno sobre a camada de material drenante (12), envolver o tubo com mesmo material (12), conforme a variável (S) indicadas nas Figura 07 e 08 e manta geotêxtil (13) sucessivamente; (j) preenchimento do restante da vala com solo compactado mecanicamente em camada de 20cm; (k) preencher última camada de 20cm com a reutilização da base retirada no início da escavação da vala caso haja ou base fornecida no caso de sua inexistência; (l) executar a recomposição do pavimento e limpeza geral da obra; e (m) realizar a limpeza anual da rede com jato dágua pressurizado.

Claims (9)

1. TUBO DRENO COM FILTROS ACOPLADOS (1) caracterizado por possuir seção circular ou poligonal, confeccionado em material inoxidável, sendo o dito material concreto simples ou armado ou policloreto de vinila (PVC) ou polietileno (PEAD) ou equivalentes e possuindo preferencialmente seção circular e dimensões comerciais segundo as variáveis DB, DE, DN, DR, DS, A, B, C, J, K indicadas na Figura 01, podendo haver variações desde que determinado em projeto específico. Cada unidade do tubo é dotado em suas por encaixes de conexão ou do tipo macho e fêmea, ponta e bolsa, ponta e ponta ou similar; sendo os encaixes de conexão conformados com ou sem anel de vedação na bolsa de encaixe e tendo toda a área útil de cada unidade do tubo filtros acoplados (6).
2. TUBO DRENO COM FILTROS ACOPLADOS E CALHA INCORPORADA (2) caracterizado por possuir seção circular ou poligonal, confeccionado em material inoxidável, sendo o dito material concreto simples ou armado ou policloreto de vinila (PVC) ou polietileno (PEAD) ou equivalentes e possuindo preferencialmente seção circular e dimensões comerciais segundo as variáveis DB, DE, DN, DR, DS, A, B, C, J, K e P indicadas na Figura 02, podendo haver variações desde que determinado em projeto específico. Cada unidade do tubo é dotado em suas por encaixes de conexão ou do tipo macho e fêmea, ponta e bolsa, ponta e ponta ou similar; sendo os encaixes de conexão conformados com ou sem anel de vedação na bolsa de encaixe e tendo toda a área útil de cada unidade do tubo filtros acoplados (6) e calha condutora de líquido locada em sua geratriz inferior.
3. ANEL PRÉ MOLDADO COM FILTROS ACOPLADOS (3) caracterizado por possuir peças conectadas por extremidades dotadas de encaixes de conexão do tipo macho e fêmea, ponta e ponta, ou tipos similares e medidas comerciais e segundo as variáveis DN, DE, DR, DS, A, B, h, H e P conforme indicados na Figura 03. Os anéis são constituídos de material inoxidável, sendo o dito material concreto simples ou armado, policloreto de vinila (PVC), polietileno (PEAD) ou materiais equivalentes. A espessura das paredes são proporcionais ao seu diâmetro (DN) e adequada ao tipo de material empregado em sua confecção ou de acordo com especificado em projeto. Em toda a área útil de cada unidade dos anéis apresentam-se as perfurações, sendo cada perfuração dotada de filtros (6) com afastamento horizontal preferencialmente maior que duas vezes o diâmetro da perfuração (DP) indicado na Figura 06 e vertical igual a (h).
4. LAJE PRÉ-MOLDADA COM FILTRO ACOPLADOS (4) caracterizado por possuir seção circular ou poligonal e ser composta de material inoxidável, sendo o dito material concreto simples, concreto armado ou equivalentes e dimensões comerciais representadas pelas variáveis (DN) e (R) representadas na Figura 04, o diâmetro da peça (DN), usualmente é igual a (DE) do anel (3), podendo ajustar seu diâmetro ao tipo de aplicação adotado para a laje. Tais dispositivos são compostos por perfurações com filtros (6) acoplados, com afastamentos preferencialmente maior que duas vezes o diâmetro da perfuração (DP).
5. POÇO DE RECARGA HÍDRICA E SUMIDOURO COM FILTROS ACOPLADOS (5) caraterizado por compreender múltiplos anéis (3) com filtros acoplados (6) superpostos e dimensões representadas pelas variáveis C, E, F, G, L e P. Após assentamento dos anéis de arranque (3) até uma altura (C) em relação à camada drenante do fundo do poço e seu preenchimento com pedra (14) instala-se a laje com filtros (4), dando continuidade na superposição vertical dos anéis (3), conforme indicado por (F) na Figura 04. O poço em questão possui uma laje de redução (11) a uma distância (P) da superfície do terreno onde será implantado, sobre a qual são assentados os anéis de menor diâmetro convencionais (10) para instalação do pescoço com tampa (9) ou ponto de inspeção e manutenção. Esse dispositivo (5) é todo envolvido por material drenante (12) e manta geotêxtil (13).
6. FILTRO, REFORÇO E REVESTIMENTO (6) caracterizado por ser composto por um corpo cilíndrico (15), cujas extremidades possuem manta geotêxtil (13) fixada ao cap (16) com furos (17) e ter dimensões representadas pelas variáveis DF, DM, DP, E e R da Figura 06. Os caps (16) com furos (17) podem ser substituídos por elementos compatíveis, desde que estabelecido em projeto específico e ser fixados às extremidades do corpo cilíndrico através de mecanismos soldáveis, roscáveis ou de forma similar; sendo o revestimento (15) e cap (16) constituído de material inoxidável, metálico ou polimérico do tipo policloreto de vinila (PVC) ou polietileno (PEAD) ou materiais compatíveis com o seu tipo de utilização, possuindo cada cap (16) a manta geotêxtil (13) com gramatura maior ou igual a 100g/m2 , podendo haver utilização de gramatura diferente desde que atenda às demandas e características preestabelecidas pelo seu tipo de aplicação.
7. SISTEMA DE REDE DE DRENO MULTITUBULAR PARA DIRECIOANAMENTO DA ÁGUA E ADEQUAÇÃO DE NÍVEL DO LENÇOL FREÁTICO caraterizado por compreender uma rede executada por múltiplos tubos (1) com filtros (6) acoplados, e (2) com adição da calha incorporada. Tais dispositivos são conectados por extremidades dotadas de encaixes de conexão do tipo macho e fêmea, ponta e bolsa, ou ponta e ponta, sendo os encaixes conformados com ou sem anel de vedação na bolsa de encaixe; possuindo os ditos tubos seção circular ou seção poligonal, e ser constituído de material inoxidável, sendo o dito material concreto simples ou armado, policloreto de vinila (PVC), polietileno (PEAD) ou materiais equivalentes conforme especificado nas reivindicações 1 e 2. A rede é envolvida por material drenante (12) e manta geotêxtil (13) em toda sua extensão e possui as variáveis DE, DN, DS, A, B, C, E, H, L e S indicadas nas Figuras 07 e 08
8. MÉTODO MULTITUBULAR DE CONSTRUÇÃO DE SISTEMA DE REDE DE DRENO PARA DIRECIONAMENTO DAS ÁGUAS E ADEQUAÇÃO DE NÍVEL DO LENÇOL FREÁTICO (7) e (8) caracterizado por compreender as etapas de:

   • a. remover o pavimento existente com a largura (L) da vala a ser escavada das Figuras 07 e 08;
   • b. retirar o material da base e estocar separado do restante do solo escavado;
   • c. escavar a vala com largura (L) correspondente ao diâmetro externo do tubo (DE), aplicando-se excedente em cada lateral do tubo assentado com uma profundidade (H);
   • d. forrar o fundo da vala com manta geotêxtil (13) de gramatura 300g/m2 podendo haver variação desde que estabelecido em projeto específico para o tubo (1) para o tubo (2) tal etapa não é necessária;
   • e. colocar sobre a manta geotêxtil (13) uma camada de material drenante (12) em todo o fundo da vala para o tubo (1);
   • f. assentar os tubos (1) sobre o material drenante e para o tubo (2) diretamente sobre o fundo da vala previamente nivelada e regularizada;
   • g. envolver os múltiplos tubos (1) e (2) por material drenante (12) e manta geotêxtil (13) sucessivamente, para o tubo (2) isso é realizado somente nas áreas que possuem as perfurações;
   • h. reaterrar o restante da vala com solo compactado mecanicamente até que a vala alcance o nível da base onde está locada a rede em camada estabelecidas de acordo com o tipo de material utilizado.
   • i. preencher a última camada de base com a reutilização do material granular uniforme, usualmente bica corrida, podendo ser material equivalente ou com reutilização da base retirada no início da escavação da vala em (b), ou a partir de base fornecida;
   • j. limpar toda a área de abrangência da obra;
   • k. hidrojatear a rede anualmente antes do período chuvoso
9. MÉTODO DE CONSTRUÇÃO DO POÇO DE RECARGA HÍDRICA OU SUMIDOURO PARA FOSSA SÉPTICA CONFECCIONADOS COM ANÉIS COM FILTROS ACOPLADOS caracterizado por compreender as etapas de:

   • a. escavar a vala com profundidade (L) da Figura 05, preferencialmente circular com diâmetro correspondente ao diâmetro externo (DE) do anel (3), somando-se a um excedente nas laterais e fundo que serão ocupados por materiais drenantes (12);
   • b. forrar o fundo da vala com manta geotêxtil (13) de gramatura 300g/m2 podendo haver variação desde que estabelecido em projeto específico;
   • c. colocar sobre a manta geotêxtil uma camada de material drenante (12) em todo o fundo da vala;
   • d. assentar os anéis com filtros (3) de arranque montados verticalmente sobre a camada drenante do fundo da vala;
   • e. ocupar o espaço vazio entre as laterais dos anéis e o solo por material drenante (12) e manta geotêxtil (13) sucessivamente;
   • f. completar o volume vazio interno aos anéis de arranque com pedra (14);

   g. instalar a laje pré-moldada com filtros acoplados (4) sobre os anéis (3) de arranque assentados;
   h. prosseguir com o assentamento dos anéis (3) sobre a laje (4) até que o poço alcance uma distância (P) da superfície do terreno;
   i. acrescentar a laje pré-moldada de redução (11) ou moldá-la no local;
   j. colocar dois anéis convencionais (10) para formação do pescoço do poço, podendo ser utilizados materiais similares;
   k. instalar o tampão (9) para inspeção e manutenção;
   l. limpar toda a área de abrangência da obra;
   m. limpar periodicamente o poço de recarga hídrica ou sumidouro com jatos de água pressurizados.

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