Como calcular o volume da piscina e o tempo de filtragem (NBR 10339)

Todo o projeto hidráulico da piscina parte de um número: a vazão de filtragem, em m³/h. Ela é o volume da piscina dividido pelo tempo máximo de filtragem, o tempo em que toda a água precisa passar pelo filtro uma vez. Esse tempo depende de dois fatores: para que a piscina serve (a tipologia de uso) e quão rasa ela é (a profundidade média). Quanto mais gente e mais rasa, mais rápido a água precisa circular.

O que a NBR 10339:2018 pede

• O item 5.4.4.14 manda dimensionar a vazão de projeto do sistema de recirculação e tratamento compatível com a vazão pelos filtros, conforme o tempo máximo de filtração, em horas, da Tabela 4. O tempo de filtração é "o tempo necessário, em horas, para a filtração de um volume de água" (3.44): é o tempo em que todo o volume do tanque passa uma vez pelo filtro.
• A Tabela 4 cruza a tipologia de uso (residencial privativa; pública, coletiva, de hospedaria e residencial coletiva; e uma coluna à parte para piscinas com taxa de ocupação maior que 1 usuário para cada 2 m² em 12 h de uso) com a profundidade de água média, em três faixas: até 0,60 m, 0,60 a 1,50 m e mais de 1,50 m. Piscinas rasas e de uso intenso têm tempos mais curtos.
• A tabela do passo 3 reproduz a Tabela 4 tal e qual; é ela que o UnMEP Pool adota. Se a vigilância sanitária local pedir outro tempo, use o menor.

Passo 1: área, volume e profundidade média

Para uma piscina retangular de fundo plano:

$$A = C \times L \qquad V = C \times L \times H$$

Com fundo em declive (parte rasa $H_1$ e parte funda $H_2$), o volume é a área vezes a profundidade média do declive:

$$V = A \times \frac{H_1 + H_2}{2}$$

Piscina de forma irregular (prainha, spa acoplado, degraus, parte funda separada): divida em áreas retangulares, calcule área e volume de cada uma e some. A profundidade média da piscina é sempre:

$$H_{m} = \frac{V}{A}$$

É $H_m$, e não a profundidade máxima, que entra na escolha do tempo de filtragem.

Passo 2: tipologia de uso

A NBR 10339:2018 classifica as piscinas quanto ao uso no item 4.2.1, com estes exemplos:

A norma separa "pública" de "coletiva"; como as duas têm os mesmos tempos na Tabela 4, o Pool as reúne em "Pública Coletiva". A tipologia muda três coisas no projeto: o tempo de filtragem (passo 3), a área de espelho d'água por coadeira (5.4.4.11) e as exigências de tratamento, medição e segurança, que ficam fora deste artigo.

Passo 3: tempo máximo de filtragem

Tabela 4 da NBR 10339:2018 (tempo máximo de filtração, em horas, por tipologia e profundidade de água média), que o UnMEP Pool adota tal e qual:

A última coluna vale para todas as tipologias, menos a residencial privativa: uma piscina privativa muito ocupada fica com os tempos da primeira coluna, mas a norma manda renovar o volume no mínimo três vezes por dia (nota a da Tabela 4), ou seja, 8 horas por recirculação.

Esse é o tempo máximo: um tempo menor dá vazão maior, filtro e bomba maiores, e água mais limpa. Em projeto costuma-se adotar o máximo da tabela e, se houver dúvida sobre a carga de banhistas, reduzir.

Passo 4: vazão de filtragem

$$Q = \frac{V}{t} \quad [\text{m³/h}]$$

com $V$ em m³ e $t$ em horas. Em L/s, divida por 3,6. Essa vazão é a vazão de cálculo de todo o resto: a área mínima e a velocidade nos drenos de fundo, coadeiras e retornos, a vazão nominal que o filtro precisa atender e a vazão de projeto da motobomba.

Exemplo resolvido

Piscina residencial retangular de 8 × 4 m, fundo plano com 1,40 m de profundidade, uso privativo.

Passo 1: área, volume e profundidade média

Área:

$$\boldsymbol{A = C \times L}$$$$A = 8 \times 4 = 32 \text{ m²}$$

Volume:

$$\boldsymbol{V = A \times H}$$$$V = 32 \times 1{,}40 = 44{,}8 \text{ m³}$$

Profundidade média:

$$\boldsymbol{H_m = \frac{V}{A}}$$$$H_m = \frac{44{,}8}{32} = 1{,}40 \text{ m}$$

Passos 2 e 3: tipologia e tempo

Piscina privativa com $H_m$ entre 0,60 e 1,50 m: 8 horas.

Passo 4: vazão de filtragem

$$\boldsymbol{Q = \frac{V}{t}}$$$$Q = \frac{44{,}8}{8} = 5{,}6 \text{ m³/h} = 1{,}56 \text{ L/s}$$

Os 5,6 m³/h seguem para os próximos artigos: drenos, coadeiras e retornos, filtro e motobomba.

Como o UnMEP Pool calcula

1. Em Definições de Projeto › Informações da Piscina você escolhe a Tipologia da Piscina (Piscina Privativa, Pública Coletiva, Hospedaria, Residencial Coletiva, Piscinas com Alta Taxa de Ocupação) e digita Volume (m³) e Área (m²). O campo H média é calculado como Volume ÷ Área e não se edita.
2. A Calculadora de Volume de Piscinas faz o passo 1 para piscinas irregulares: cada linha (A1, A2…) tem Comprimento, Largura e Altura; a área é C × L (ou digitada) e o volume é área × altura. A soma das linhas substitui Volume e Área nas Definições.
3. Em Sistemas de Filtragem › Dispositivos, o campo T MAX Filtragem é preenchido com a tabela do passo 3 a partir da tipologia e da H média, e pode ser trocado na lista (1 a 8 horas).
4. A Vazão de Cálculo (m³/h) é Volume ÷ T MAX, arredondada a duas casas. O campo aceita outro valor digitado, mas volta ao calculado sempre que o volume ou o tempo mudam. É ela que alimenta drenos, coadeiras, retornos, filtro e bomba.

Passo a passo no plugin: Como preencher as definições e escolher os sistemas?, Como usar a Calculadora de Volume de Piscinas? e Entenda: tipologia, altura média e tempo de filtragem.

Perguntas frequentes

Quantas horas por dia a bomba da piscina deve funcionar? O tempo da tabela é o de uma recirculação completa. O número de recirculações por dia é a taxa de renovação (3.43 da NBR 10339); a norma só fixa um mínimo, de três por dia, para a piscina residencial privativa com alta taxa de ocupação (nota a da Tabela 4), e manda manter a filtração funcionando no horário programado (item 6 e). Uma piscina residencial normalmente faz uma a duas recirculações por dia (8 h de bomba para 8 h de tempo de filtragem); piscinas coletivas, mais. O tratamento químico e a carga de banhistas é que definem o número de ciclos.

Uso a profundidade máxima ou a média? A média, volume ÷ área: a Tabela 4 é por "profundidade de água média". Uma piscina de 1,00 a 1,80 m tem H média de 1,40 m e cai na faixa de 0,60 a 1,50 m. Profundidade de água é da superfície da água ao fundo (3.33), não da borda ao fundo (essa é a altura do tanque, 3.1).

Posso usar um tempo maior que o da tabela para economizar bomba? Não. O tempo da tabela é o máximo (5.4.4.14); acima dele a piscina não atende à norma. Para economizar, o caminho é bomba de velocidade variável e menos horas por dia, não tempo de recirculação maior.

Fontes

• ABNT NBR 10339:2018 (versão corrigida 2019), Piscina: projeto, execução e manutenção: itens 3.33, 3.43, 3.44, 4.2.1, 5.4.4.14 e Tabela 4.
• Macintyre, A. J. Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais. LTC, 4ª ed. (capítulo de piscinas: período de recirculação e vazão de filtragem).
• Creder, H. Instalações Hidráulicas e Sanitárias. LTC, 6ª ed.