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Tubos estruturados de PVC de grandes diâmetros

30/Novembro/2004
Usado em obras de drenagem pública e canalização de córregos, também
é indicado para recuperação de tubulações deterioradas


A lista das vantagens anunciadas pelos fornecedores da solução inclui a leveza do tubo - cerca de 95% mais leve que os de concreto - como uma característica capaz de eliminar equipamentos especiais para as operações de carga, descarga, transporte e assentamento nas valas, sendo, inclusive, os tubos de menor diâmetro assentados manualmente. A possibilidade da fabricação da tubulação no próprio canteiro permite redução de custos com transporte e estocagem.

O manuseio das peças, em geral, é fácil, o que permite a instalação em locais de difícil acesso sem equipamentos especiais para a movimentação. Outro argumento é a previsão de menor número de juntas no projeto - apenas uma a cada 8 ou 10 m de tubo, diferente dos tubos de concreto em geral com uma a cada 1 m -, minimizando as chances de vazamentos e conseqüentes problemas que costumam ocasionar.

O projeto de reurbanização das ruas centrais da cidade de Jundiaí (SP), local de grande tráfego de pessoas e de veículos, exemplifica bem como a escolha pelo PVC pode se traduzir em benefícios para a obra e para o entorno. De acordo com Valdir da Cruz Patrão, engenheiro responsável pelas obras, o uso dos tubos de 0,40 m de diâmetro permitiu maior agilidade na execução e menos transtornos ao comércio local.

O tubo conformado de PVC suporta bem o peso do reaterro, mas isso deve
ser feito em etapas. A tubulação deve ser primeiro envolvida com camadas
sucessivas de terra. A compactação excessiva, porém,
pode deformar o tubo e até rompê-lo


Apesar de não se arriscar a comparar os custos dos tubos de PVC às demais soluções, Valdir da Cruz enfatiza que as vantagens técnicas e executivas demonstram a viabilidade da execução com essa tecnologia. A baixa rugosidade do PVC, por exemplo, pode melhorar o desempenho hidráulico do projeto, proporcionando maior vazão e conseqüente diminuição dos diâmetros dos tubos. "Para as mesmas condições hidráulicas, ou seja, área de contribuição e declividade da tubulação, obtêm-se no dimensionamento das galerias diâmetros menores em PVC, quando comparado ao concreto", completa o engenheiro.

Dificuldades
Segundo Luiz Bandeira de Mello Laterza, gerente técnico da Aqueduto Tecnologia em Tubulações, a baixa rugosidade também permite menor declividade e, portanto, pode ser uma boa opção para obras executadas em regiões litorâneas ou lugares com lençol freático elevado que dificultam o aprofundamento das valas.

Nas obras de canalização das águas pluviais da região da rua XV de Novembro e do terminal urbano da Vila Arens, realizadas em Jundiaí, a opção pelos tubos de diâmetro 1,20 m foi a solução encontrada para vencer a pouca declividade para a sua implantação. Com menor coeficiente de atrito nas paredes internas da tubulação também foi possível melhorar o escoamento do fluxo d'água. "No caso das duas obras de canalização das águas pluviais citadas, o menor atrito evitará o acúmulo de detritos", observa Valdir da Cruz.

Para se ter uma boa qualidade no projeto, porém, a atenção com a execução é fundamental (veja passo a passo de instalação) já que um dos problemas mais freqüentes com os tubos de PVC é a inadequada compactação do material que envolve a tubulação. Isso pode provocar a deformação acentuada ou mesmo o esmagamento do tubo.

A manutenção da tubulação também deve ser feita com cuidado para não causar danos nas paredes. Nos tubos de PVC, o ideal é utilizar hidrojateamento para eventuais desobstruções nas linhas. Outro ponto desfavorável é que os tubos de PVC de grandes diâmetros não são ainda normatizados pela ABNT. A recomendação dos fornecedores é seguir as normas internacionais ou as instruções dos fabricantes à risca.


Tubos com até 10 m de comprimento e 1 m de diâmetro podem ser
facilmente transportados, manualmente ou com ajuda de roldanas


A tecnologia tem aplicação em reparos de tubulações de concreto
fraturadas, como na foto. Um tubo de menor diâmetro é inserido
e o vão entre os dois é preenchido com graute


Fabricação in loco
Embora um dos principais argumentos comerciais do fabricante seja a facilidade e versatilidade da produção dos tubos in loco, fabricá-los ou não no próprio canteiro de obras é uma decisão que deve ser tomada de acordo com as quantidades e diâmetros envolvidos. Laterza explica que em obras onde os tubos podem ser transportados em até quatro viagens de caminhão, o ideal é que a execução ocorra na própria fábrica. Se a obra exigir diâmetros variados, há uma considerável otimização do frete, pois é possível colocar os tubos uns dentro dos outros. "Apenas obras que requerem grandes quantidades ou maiores diâmetros fazem valer a fabricação no local", argumenta.

Nesses casos, o processo é possível, pois os perfis de PCV, acondicionados em bobinas transportadas para o local, são introduzidos em um dispositivo de tracionamento que empurra a matéria-prima em direção a um conjunto de roletes de aço dispostos em círculos (cabeçote), onde será curvado em hélice para conformar o tubo. Os encaixes das extremidades laterais se acoplam e se soldam quimicamente pelo uso de um adesivo especial durante o enrolamento dos perfis. Dessa forma, a tubulação sai do equipamento e é apoiada em cavaletes de sustentação. Os diâmetros são produzidos de acordo com a troca dos cabeçotes do equipamento.

Uma única bobina de perfis de PVC e uma pequena máquina de enrolamento são capazes de produzir até 10 m de tubos com 3 m de diâmetro ou até 150 m de tubos com diâmetro de 400 mm em poucas horas.

Recuperação
Outro nicho de mercado explorado pelos fornecedores da tecnologia é o de recuperação de antigas e deterioradas tubulações, seja de concreto, cerâmica, ferro fundido ou cimento amianto. Pelo método SSWP (Sliplining with Spirally Wound Pipes) é possível reparar problemas hidráulicos ou estruturais com a inserção de um tubo de PVC de menor diâmetro no interior da tubulação sendo, em seguida, executado o preenchimento do espaço entre os dois tubos com nata ou argamassa fluida (graute) para a solidarização do conjunto. "O tubo de PVC introduzido pode cumprir a função de reforço estrutural da antiga tubulação ou servir como mero revestimento impermeabilizante e protetor da tubulação original", explica Laterza.

O método pode ser aplicado na recuperação de tubulações essencialmente retilíneas que conduzam fluidos na temperatura ambiente em regime de escoamento livre ou conduto forçado sob baixa pressão. Normalmente é aplicado na reabilitação de tubulações enterradas na faixa de diâmetro entre 400 e 1.200 mm, mas pode ser utilizado para recuperar tubulações de até 2.400 mm.

A primeira etapa da recuperação é desobstruir, limpar e inspecionar a tubulação por um circuito fechado de televisão. A bobina com a tira de PVC é posicionada nas proximidades do poço de visita e, em seguida, a máquina de enrolamento é baixada e ajustada nesse local. Para o início da produção do tubo, a máquina é alimentada com a tira de PVC que a enrola, confeccionando a tubulação de revestimento dentro do tubo original. "O processo acontece sempre negociando desalinhamentos e pequenas obstruções, até que o tubo alcance o próximo PV", explica Laterza. O enrolamento é então interrompido e a máquina retirada. A seção anular formada entre os dois tubos é selada em ambas extremidades e o graute é bombeado de modo a preencher o vazio entre as duas tubulações.





Os tubos de PVC estruturados podem vir confeccionados de fábrica ou produzidos
in loco. A bobina com a tira de PVC e a máquina que faz o travamento helicoidal
são posicionadas na boca da vala e o tubo é puxado à medida que é produzido




Ensaios







Yvone de Faria Lemos De Lucca, coordenadora
dos ensaios hidromecânicos do Centro Tecnológico
de Hidráulica e Recursos Hídricos da Poli-USP






A que tipo de testes foram submetidos os tubos estruturados de PVC?

Foram realizados dois tipos de testes nos tubos: testes dinâmicos e testes estáticos. Nos testes dinâmicos foram realizados ensaios de perda de carga distribuída nos tubos de 500 mm de diâmetro, a uma pressão máxima de 0,5 kgf/cm2, com o objetivo da determinação da rugosidade equivalente K do tubo para escoamento em condutos forçados e do coeficiente de Manning "n", para escoamentos em condutos livres. No ensaio estático foram verificadas as pressões de estanqueidade e de ruptura.

E quais foram as conclusões obtidas?

As conclusões foram que o fator "f" do coeficiente de atrito variou entre 0,01214 e 0,02219 e o escoamento esteve sempre como turbulento de transição, o que permitiu o cálculo do coeficiente de Manning "n" por meio da fórmula de Chezy. O valor médio da rugosidade equivalente do tubo estruturado de PVC para o escoamento em condutos forçados é igual a 0,000153 m e o valor do coeficiente de Manning "n" é igual a 0,00923 m-1/3 s. Nos ensaios estáticos, verificou-se que houve estanqueidade até a pressão de 1,2 kgf/cm2 e a partir dessa pressão foi detectado um início de vazamento, localizado na emenda do tubo com o flange, onde se continuou a elevar gradativamente a pressão no tubo até o valor de 1,8 kgf/cm2, com a ruptura.

Segundo essas conclusões, que tipo de situações devem ser evitadas para não comprometer a capacidade técnica do produto?

É fundamental respeitar as pressões de serviço admissíveis e as condições de instalação determinadas pelo fabricante do tubo, tais como declividades e velocidades e deve-se sempre observar as condições hidráulicas a que estarão submetidos os tubos a serem utilizados num determinado projeto, além da relação custo-benefício.



Passo a passo de instalação



Fundação

O fundo da vala deve apresentar resistência suficiente para suportar as solicitações de projeto sem recalque excessivo ou diferencial. Caso não haja essas condições, será necessário executar uma fundação para os tubos. Solos moles, expansivos ou orgânicos (lodo, turfa) são impróprios para servirem como fundo de vala e, ao encontrá-los, o ideal é prosseguir a escavação.

Como os tubos não concentram cargas na geratriz inferior, em geral uma camada de brita envolvida por um geotêxtil não-tecido é o suficiente para servir de fundação para a tubulação flexível.




Berço

O fundo da vala para as estruturas flexíveis deve ser liso, uniforme, isento de pedras, tocos, raízes, entulho, entre outros, materiais que impeçam um apoio contínuo da tubulação e que podem propiciar concentração de tensões, causando dano aos tubos. A opção mais econômica e segura para nivelar o fundo da vala, proporcionando a declividade necessária e dar um suporte longitudinal contínuo e uniforme é utilizar material granular selecionado.

Principalmente quando o fundo da vala for constituído por rocha ou terreno muito pedregoso. A espessura do berço deve ser estabelecida em projeto e varia entre 10 e 15 cm, nunca inferior a 5 cm em qualquer ponto, além de ser o mais regular possível.

O uso da areia grossa, pedra britada, cascalhos e conchas é o ideal, pois são materiais facilmente espalhados e regularizados e que fornecem uma boa capacidade de suporte com o mínimo de compactação. O material granular pode ser colocado com o auxílio de um equipamento, mas deve ser espalhado e conformado à mão, preenchendo com regularidade toda a largura e extensão da vala, além de ser nivelado segundo as declividades do projeto.




Colocação dos tubos

Segundo os fornecedores, a leveza permite que tubos de até 8 m de comprimento e 1 m de diâmetro sejam transportados manualmente por quatro a seis operários, com a ajuda de cintas de poliéster ou sarrafos
de madeira. Em valas com pouca profundidade, os tubos podem ser colocados pelos próprios operários, com o auxílio de cordas ou vigas de madeira, formando rampas por onde é possível rolá-los.

Nas valas profundas ou quando o projeto exigir tubos com grandes comprimentos e diâmetros (mais de 280 kg), o ideal é colocá-los com equipamentos mecânicos do tipo retroescavadeira ou munk. Um detalhe importante é evitar que sejam içados com cabos de aço, arames, vergalhões ou correntes, para não danificá-los. Nessa etapa, recomenda-se o uso de cordas, correias ou cintas de lona ou de náilon, por exemplo, que devem ser amarradas em dois pontos situados a um terço das extremidades do tubo.





Juntas

A união entre dois tubos é efetuada utilizando-se um perfil de emenda de PVC na forma de uma luva interna que é soldada aos tubos com adesivo. Para tubos com diâmetro até 800 mm, a luva já vem soldada em uma das extremidades.
A junta é executada aplicando-se o adesivo nas superfícies a serem soldadas
e empurrando-se um tubo de encontro ao outro até que ocorra o encaixe completo da luva.

É importante que as superfícies estejam limpas e secas antes da aplicação do adesivo e que seja bem espalhado com auxílio de uma trincha. Em tubos com mais de 800 mm de diâmetro, a junta geralmente é feita a partir do interior da tubulação. Nesse caso, os dois tubos são colocados topo a topo e o adesivo é aplicado na superfície interna dos dois tubos e também na parte externa da luva de emenda. Para que seja posicionada no local da união, a luva de emenda deve ser curvada de modo a adquirir a forma
de um coração e, em seguida, liberada para que se ajuste perfeitamente à superfície interna da tubulação.



Envolvimento da tubulação

O material envoltório atua no sistema solo-tubo como um material estruturalmente resistente e, portanto, deve ser cuidadosamente selecionado e disposto ao redor do tubo.

Os materiais mais recomendados compreendem os solos naturais de classificação GW, GP, SW, SP, GM e SM, além da brita graduada, pedrisco e outros materiais artificiais. Solos de granulometria fina ou alta plasticidade geralmente são considerados inadequados para esse uso.

Após o tubo ter sido apoiado sobre o berço, alinhado, colocado na declividade de projeto e ter a junta executada com o tubo anterior, deve-se lançar uma certa quantidade de material sobre a extremidade livre para prendê-la, evitando que o tubo se desalinhe. Em seguida, o material deve ser espalhado e compactado em camadas de ambos os lados do tubo. O envolvimento do tubo deve ser realizado de uma vez só - para evitar que flutue ou perca o nivelamento no caso de uma eventual inundação da vala - e deve ultrapassar a geratriz superior formando uma camada de recobrimento com espessura entre 10 e 30 cm.



Compactação do material de envolvimento

A compactação do material de envolvimento pode ser feita utilizando-se soquetes manuais (brita, pedrisco e areia) ou compactadores mecânicos (argilas e outros solos coesivos). Para adensar e consolidar alguns tipos de materiais como a areia, o uso de água também pode ser recomendável (compactação hidráulica).
Recomenda-se usar camadas entre 10 e 20 cm de espessura, compactando o solo de envolvimento em sua umidade ótima. A compactação excessiva pode provocar uma ovalização contrária do tubo (deformação diametral negativa) que até certo ponto pode ser conveniente. Importante: deve-se evitar o lançamento do material de envolvimento sobre a tubulação de alturas superiores a 1,50 m, evitando possíveis danos.






Reaterro da vala

O reaterro da vala pode ser feito com o próprio material de escavação. Nessa etapa, um dos principais cuidados é não interferir nas camadas subjacentes. Em locais onde haja tráfego de veículos sobre a vala, o material de reaterro servirá como base para o pavimento e deverá ser muito bem compactado, evitando o aparecimento de trincas ou depressões na via pública.

O grau de compactação a ser alcançado deve ser consistente com as cargas de tráfego previstas e deve garantir um mínimo de 85% da densidade proctor normal.





ABTC cria selo de qualidade para tubos de concreto

Na corrida por esse mercado, os fabricantes de tubos de concreto, por meio da ABTC (Associação Brasileira dos Fabricantes de Tubos de Concreto) e da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland), criaram o Selo de Qualidade para Tubos de Concreto.

O objetivo, segundo Paulo Grossi, líder de projetos de infra-estrutura e um dos integrantes da comissão do Selo de Qualidade da ABCP, é exigir maior rigor no cumprimento das normas por parte das empresas fabricantes. "O selo tem o papel de controlar aquilo que já está estabelecido por norma, com um trabalho de conscientização para que as empresas se posicionem nesse mercado de forma diferenciada", explica. Entre os pontos avaliados estão a resistência do concreto, a absorção e o dimensionamento, itens que não eram levados muito a sério.

Hoje, 64 empresas já são contempladas com essa marca, cerca de 40% da produção de tubulações para águas pluviais e esgoto sanitário. São avaliadas as dimensões, que devem ser regulares, a durabilidade, a rigidez e um excelente comportamento no transporte de líquidos e resistência adequada à sua aplicação. Com essa iniciativa, o setor pretende explorar melhor o que acredita ser uma das principais vantagens do produto: a durabilidade. Outro forte argumento utilizado pela entidade é que o concreto, diferente do PVC, é um produto já normatizado pela NBR 8890/2003 - Tubo de concreto de seção circular para águas pluviais e esgotos sanitários - Requisitos e métodos de ensaio.


Leia mais

www.aqueduto.com.br
www.projetandocompvc.com.br
www.abtc.com.br


Texto original de Gisele Cichinell
Téchne 91 - outubro de 2004

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