Modelos E Caracteríscas De Tubulações Hidráulicas

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9. TUBOS E ACESSÓRIOS 9.1. Generalidades Os tubos têm um emprego generalizado nos diferentes órgãos dos sistemas de abastecimento de água. Com efeito, são utilizados não apenas nas adutoras e redes, de que constituem os elementos fundamentais, mas também nas captações, nas instalações de tratamento, nas câmaras de manobras dos reservatórios e, de um modo geral, em todas as obras acessórias dos sistemas distribuidores de água. Justifica-se, pois, a discussão das características dos diferentes tipos de condutas, antes de se passar ao estudo de cada uma das partes constitutivas dos sistemas em causa. Classificar-se-ão os tubos de acordo com os materiais que os constituem, dos quais se destacam, relativamente às infraestruturas de abastecimento de água: a) b) c) d) e) f) g) Fibrocimento; PVC; Polietileno; Poliéster reforçado com fibra de vidro; Betão armado e pré-esforçado; Ferro fundido; Aço. Para cada tipo, terá interesse referir as seguintes características: a) b) c) d) e) f) g) h) Gama de diâmetros dos tubos e dos acessórios; Comprimentos dos tubos; Pressões de serviço (classes ou pressões nominais); Tipos de juntas; Acessórios disponíveis; Implicações relativamente às valas; Protecção catódica; Principais vantagens e inconvenientes de cada tipo. 9.2. Tubos de Fibrocimento 9.2.1. Fabrico e Características Principais Os tubos de fibrocimento são fabricados a partir de uma pasta homogénea constituída por uma mistura de cimento Portland e de fibras de um material de reforço, com adição de água. Cada tubo é obtido pelo enrolamento e compressão de camadas de pasta, muito finas, sobre um mandril metálico, até uma espessura determinada. Após o fabrico, os tubos de fibrocimento são imersos em água durante três a quatro semanas para que se verifiquem nas melhores condições as reacções de presa e endurecimento, sendo em seguida submetidos às operações de controlo de acabamento e dimensões. A Norma NP EN 512 (1996) prevê dois tipos de tubos de cimento reforçado por fibras: - tipo AT (Tecnologia do Amianto) para produtos que contêm na sua formulação amianto crisótilo; - tipo NT (Tecnologia sem Amianto) para produtos reforçados com outras fibras e que não Tubos e Acessórios 1 contêm amianto. No entanto, embora a nova tecnologia sem amianto (recorrendo a uma mistura de fibras de reforço em PVA (polivinil álcool), fibras de celulose, sílica amorfa e aditivos) esteja a ser utilizada no fabrico de diversos produtos de fibrocimento – sob a designação de Naturocimento – como, por exemplo, chapas de cobertura e revestimento e correspondentes acessórios para remates e acabamentos, parece não ser possível aplicar a mesma solução ao fabrico de tubos para funcionamento sob pressão. Nestas condições, os tubos de fibrocimento têm vindo a ser produzidos com recurso à tecnologia do amianto, apresentando propriedades físicas e mecânicas como: Massa volúmica ............................................................................................ 1 900 a 2 200 kg/m3 Módulo de elasticidade (médio) Compressão axial ....................................................................................... E = 23 000 MN/m2 Flexão longitudinal ....................................................................... E = 20 500 a 24 000 MN/m2 Esmagamento ............................................................................................. E = 25 500 MN/m2 Pressão interior ........................................................................................... E = 33 000 MN/m2 Módulo de Poisson ............................................................................................................... 5 a 6 Tensão de rotura por tracção devida à pressão interior ................................................ 20 MN/m2 Tensão de rotura por tracção devida à compressão diametral (esmagamento)......................................................................................... 45 MN/m2 Tensão de rotura por tracção devida à flexão longitudinal ............................................ 25 MN/m2 9.2.2. Pressões de Serviço De acordo com a Norma NP EN 512 (1966) os tubos de fibrocimento com diâmetro nominal até DN 1000 (mm), são classificados segundo a gama de valores da pressão nominal (PN•) seguinte: PN (bar) 2,5 12 4 12,5 6 15 7,5 16 9 17,5 10 20 No entanto, é frequente os fabricantes não comercializarem todos os valores da pressão nominal indicados. Os tubos com diâmetro nominal superior a 1000 mm são dimensionados de forma a satisfazer as exigências específicas de uma dada aplicação concreta. 9.2.3. Diâmetros e Comprimentos De acordo com a Norma NP EN 521 (1996) a série de diâmetros nominais dos tubos de fibrocimento, expressos em milímetros, é a seguinte: 50 300 1 000 1900 • 60 350 1100 2000 80 400 1200 2100 100 450 1300 2200 125 500 1400 2300 150 600 1500 2400 175 700 1600 2500 200 800 1700 --- 250 900 1800 --- PN - pressão nominal designação numérica de pressão usada para fins de referência, relacionada com as características mecânicas de um dado componente, em bar. Tubos e Acessórios 2 É corrente que o fabrico se limite, no entanto, a diâmetros iguais ou superiores a 150 mm para as pressões nominais PN 2,5 e 4 e a 80 mm para a pressão nominal PN 6. Deve entender-se que os diâmetros indicados são interiores, pelo que os diâmetros exteriores são tanto maiores quanto mais elevada é a pressão nominal. Os tubos de fibrocimento são fabricados com o comprimento nominal de 5 m. 9.2.4. Tipos de Juntas Os tubos de fibrocimento podem ser montados com juntas de ferro fundido, tipo Gibault, ou juntas de fibrocimento, do tipo Comet. - As juntas Gibault - Figura 9.1 - são constituídas essencialmente por uma manga de ferro fundido com um diâmetro um pouco superior ao da conduta que é colocada de modo a envolver as extremidades justapostas dos tubos. De cada lado desta manga é montado um anel de borracha e um novo anel de ferro fundido de maior largura com dois, três ou mais orifícios para colocação de parafusos. Os anéis exteriores, mediante o aperto dos parafusos, comprimem os anéis de borracha contra a parede exterior do tubo e contra a manga de ferro fundido fazendo vedação. - As juntas Comet são juntas de fibrocimento, constituídas por uma manga ranhurada interiormente. Nas ranhuras interiores são colocados anéis de borracha, cujo esmagamento permite que se realize a vedação Figura 9.1. 9.2.5. Acessórios Os acessórios utilizados para estes tipos de tubos são geralmente de ferro fundido, englobando juntas cegas, tês, curvas, cruzetas, forquilhas, reduções, como os que se representam esquematicamente na Figura 9.2. Tubos e Acessórios 3 Junta Gibault Simples Junta Gibault de Transição Junta Comet Figura 9.1 – Juntas Para Tubos de Fibrocimento Tubos e Acessórios 4 Junta Gibault Cega Junta Gibault de derivação em tê roscada Curva de canhões lisos Tê de canhões lisos Cruzeta de canhões lisos Forquilha de canhões lisos Cone de redução com canhão liso Cone de redução com canhão roscado Figura 9.2 – Acessórios de Ferro Fundido para Tubos de Fibrocimento 9.3. Tubos de PVC 9.3.1. Fabrico e Características Principais Os tubos de PVC são obtidos por extrusão de uma mistura de poli (cloreto de vinilo) com aditivos lubrificantes, estabilizantes e pigmentos, mas isenta de plastificantes, designada por policloreto de Tubos e Acessórios 5 vinilo não plastificado (PVC-U). As características principais dos tubos são determinadas pelas propriedades da matéria prima e pelas condições de extrusão, podendo considerar-se como valores médios os seguintes: Massa volúmica .................................................................................................... 1 400 kg/m3 Resistência à tracção (a 20°C) .................... .............................................................20 MN/m2 Módulo de elasticidade à tracção (a 20°C)......... .................................................. 3 000 MN/m2 Resistência à compressão (a 20°C) ................. .........................................................80 MN/m2 Resistência à flexão (a 20°C)..................... ...............................................................15 MN/m2 Os tubos de PVC-U são leves, impermeáveis, quimicamente inertes e de fraca condutibilidade eléctrica. 9.3.2. Pressões de Serviço A Norma Europeia EN 1452-2 (1999) estabelece, para tubagens de policloreto de vinilo não plastificado (PVC-U) para abastecimento de água, as pressões nominais (pressões hidrostáticas admissíveis a 20º, em bar) PN 6, 8, 10, 12,5, 16 e 20, para tubagens com diâmetro nominal igual ou inferior a 90 mm. Para diâmetros superiores considera ainda as pressões nominais PN 7,5 e 25. No entanto, presentemente, é ainda frequente os fabricantes deste tipo de tubos comercializarem sobretudo as pressões nominais PN 6, 10 e 16. 9.3.3. Diâmetros e Comprimentos Os diâmetros nominais indicados na mesma Norma EN 1452-2, com utilização em sistemas públicos de abastecimento de água, são os seguintes: 63 315 75 355 90 400 110 450 125 500 140 560 160 630 180 710 200 800 225 900 250 1 000 280 --- Trata-se de diâmetros exteriores, expressos em milímetros, pelo que o diâmetro útil (diâmetro interior, a considerar nos cálculos hidráulicos) é variável com a pressão nominal como se indica no Quadro 9.1 para uma gama corrente de fabrico deste tipo de tubos até ao diâmetro 400 mm. De facto, é habitual os fabricantes deste tipo de tubos não disporem de toda a gama atrás indicada, eliminando, por exemplo, os diâmetros de 180, 225, 280 e 355 mm. Tubos e Acessórios 6 Diâmetros interiores (mm) Diâmetro Nominal (mm) PN6 PN10 PN16 63 75 90 110 125 140 160 200 250 315 400 59,2 70,6 84,6 103,5 117,6 131,8 150,6 188,2 235,4 296,6 376,6 57,0 67,8 81,4 99,4 113,0 126,6 144,6 180,8 226,2 285,0 361,8 53,6 63,8 76,6 93,6 106,4 119,2 136,2 170,2 212,8 268,2 340,6 Quadro 9.1 - Diâmetros Interiores de Tubos de PVC-U para Diferentes Pressões Nominais (Bar) Os tubos são fabricados em varas de 6 m de comprimento. 9.3.4. Tipos de Juntas As juntas recomendáveis para os tubos de PVC são juntas de boca monobloco autoblocantes com anel retentor de neoprene (Figura 9.3). Este anel de borracha fica bloqueado na sua sede de tal modo que não pode ser deslocado. Existe ainda um outro tipo de junta, realizado por colagem da extremidade lisa de um tubo à extremidade abocardada de outro tubo. Figura 9.3 - Junta de Boca Autoblocante 9.3.5. Acessórios Os acessórios para os tubos de PVC poderão ser essencialmente de três tipos: a) Acessórios de PVC; b) Acessórios de PVC envolvidos exteriormente por poliéster e fibra de vidro; c) Acessórios de ferro fundido, idênticos aos utilizados nas tubagens de fibrocimento, mas dotados de juntas de transição adequadas à ligação a tubos de PVC. A gama de acessórios disponível não é muito diferente da utilizada para os tubos de fibrocimento, compreendendo tês (simples ou com redução), curvas (a 90° e a 45°), reduções, tampões, (juntas Tubos e Acessórios 7 cegas), flanges (Figura 9.4), etc.. 1 - Flange lisa com canhão para colagem 2 - Flange fixa com rosca 3 - Flange livre para "colarinho" Figura 9.4 - Tipos de Flanges Utilizadas em Tubagens de Pvc Para ligação a válvulas e a tubos de aço ou de ferro fundido utilizam-se flanges aparafusadas. Nas ligações a condutas de fibrocimento empregam-se juntas de transição adequadas. 9.3.6. Tubos de PVC Com Orientação Molecular Em complemento das tubagens de PVC convencionais surgiram mais recentemente no mercado os tubos de poli (cloreto de vinilo) não plastificado de moléculas orientadas, designados pela sigla MO-PVC. Envolvendo um novo método de fabrico de tubagens em PVC que explora os conceitos da orientação molecular, estes tubos são obtidos, numa primeira fase, por extrusão, a temperatura conveniente, de uma mistura de poli (cloreto de vinilo) com aditivos, estabilizantes e pigmentos mas sem plastificantes. Os tubos assim obtidos são em seguida sujeitos a um processo de expansão diametral a quente, que modifica a estrutura molecular do PVC orientando as suas moléculas preferencialmente na direcção circunferencial e, consequentemente, conferindo ao tubo características físicas diferentes das que possuía antes da referida expansão. Destaca-se sobretudo, uma resistência mecânica bastante superior à dos tubos de PVC-U convencionais, traduzindo-se em maior resistência à pressão interior e a acções de impacto. É ainda de realçar o facto de a estrutura molecular laminar impedir a propagação de uma eventual fractura ao longo da tubagem. Encontram-se no mercado tubos fabricados segundo as especificações da norma ISO 16422, presentemente disponibilizados nas classes de pressão PN 1,25 e 1,6 MPa e sob a gama de diâmetros nominais indicados no Quadro 9.2. Diâmetro Nominal (mm) 110 160 200 250 315 Diâmetros Interiores (mm) 1,25 MPa 1,6 MPa 105,2 103,8 153,0 151,2 191,2 189,0 239,0 236,2 301,2 297,6 Quadro 9.2 - Diâmetros Interiores de Tubos de Mo-Pvc para Diferentes Classes de Pressão Tubos e Acessórios 8 Salienta-se que outros fabricantes, que produzem este tipo de tubos segundo as especificações da norma francesa XP T54-948, apresentam classes de pressão nominal PN 16 e PN 25 Bar e gamas de diâmetros nominais e interiores ligeiramente diferentes dos indicados no exemplo do Quadro 9.2. Estes tubos são fornecidos em varas de cor azul com 6 m de comprimento, utilizando uma gama de acessórios de ferro fundido dúctil idênticos aos aplicados em tubagens de PVC-U convencionais. As uniões entre tubos, ou entre os tubos e os acessórios, fazem-se por enfiamento da extremidade lisa de um deles, previamente chanfrada na campânula do outro, sendo a estanqueidade conseguida por meio do anel de borracha existente na campânula, designando-se o conjunto por junta mecânica integral “sistema 3S”. Figura 9.5 - Junta Mecânica Integral “Sistema 3s 9.4. Tubos de Polietileno 9.4.1. Fabrico e Características Gerais Os tubos de polietileno obtêm-se por extrusão de um polímero devidamente aditivado – termoplástico – a uma temperatura próxima de 260ºC, sendo o termoplástico fundido impelido pela extrusora através do bocal do molde a uma pressão tão uniforme quanto possível. Os tubos de polietileno poderão ser de "massa volúmica baixa" ou de "massa volúmica alta", devendo empregar-se os do segundo tipo – conhecidos pela sigla PEAD – nos sistemas de abastecimento de água. A evolução dos processos de fabrico das matérias primas permite actualmente produzir diferentes tipos de resinas de polietileno de alta densidade, utilizadas no fabrico de tubos, que apresentam características específicas sucessivamente melhoradas. Inicialmente fabricados com resinas PE63 (MRS 63; σs = 5,0 MPa)∗, os tubos de PEAD estão presentemente a ser produzidos com resinas PE80 (MRS 80; σs = 6,3 MPa) e ainda com a nova geração de resinas PE100 (MRS 100; σs = 8,0 MPa). Estas matérias primas não só vieram permitir sucessivas reduções da espessura dos tubos sem lhes retirar resistência à pressão ∗ MRS – Resistência mínima requerida ao fim de 50 anos (bar). ∗ σs – Tensão de segurança de projecto utilizada para calcular a espessura com um coeficiente de segurança de 1,25 σs = MRS/C. Tubos e Acessórios 9 interna, como também possibilitaram o alargamento das gamas de pressões nominais disponíveis. As propriedades físicas mais significativas apresentam valores como: Propriedades Físicas Densidade Tensão de limite elástico Alongamento à rotura Módulo de flexão Módulo de elasticidade Índice de fluidez Coeficiente de dilatação linear Condutibilidade térmica Estabilidade térmica PE80 0,956 22 > 600 900 900 0,5 -4 1,5 × 10 0,41 – 0,45 15 PE100 0,961 23 > 600 950 1 400 0,4 -4 1,5 × 10 0,41 – 0,45 15 Unidade 3 kg/m 2 MN/m % 2 MN/m 2 MN/m 8/10 min -1 ºK W/mk minutos 9.4.2. Pressões de Serviço e Diâmetros Os diâmetros e as pressões de serviço dos tubos de PEAD encontram-se especificados na Norma europeia EN 12 201. A série de diâmetros nominais é idêntica à referida para os tubos de PVC-U, incluindo ainda o diâmetro 1200 mm. As pressões de serviço, também referenciadas como pressões nominais expressas em bar, abrangem os valores PN 4, 6, 8, 10, 12,5, 16, 20 e 25 para os tubos produzidos com as resinas PE80. A utilização das resinas PE100 permite alargar a gama de fabrico dos tubos à pressão nominal PN32. Os diâmetros nominais são exteriores e, então, devido à apreciável espessura das paredes para as pressões nominais mais elevadas, os diâmetros úteis poderão tornar-se consideravelmente inferiores aos diâmetros nominais. No Quadro 9.2 indicam-se, para os polietilenos PE80 e PE100, para a gama de tubos com dimensões nominais compreendidas entre 63 mm e 400 mm e para diferentes pressões nominais, os diâmetros interiores correspondentes. Tubos e Acessórios 10 PN 6 PN 8 PN 10 PN 12.5 PN 16 PN 20 PN 25 Diâmetro nominal PE80 PE100 PE80 PE100 PE80 PE100 PE80 PE100 PE80 PE100 PE80 PE100 PE80 PE100 (mm) Diâmetro Interior (mm) 63 57,00 58,00 55,40 57,00 53,60 55,40 51,40 53,60 48,80 51,40 45,80 48,80 42,00 45,80 75 67,80 69,20 66,00 67,80 63,80 66,00 61,40 63,80 58,20 61,40 54,40 58,20 50,00 54,40 90 81,40 83,00 79,20 81,40 76,60 79,20 73,60 76,60 69,80 73,60 65,40 69,80 60,00 65,40 110 99,40 101,60 96,80 99,40 93,80 96,80 90,00 93,80 85,40 90,00 79,80 85,40 73,40 79,80 125 113,00 115,40 110,20 113,00 106,60 110,20 102,20 106,60 97,00 102,20 90,80 97,00 83,40 90,80 140 126,60 129,20 123,40 126,60 119,40 123,40 114,60 119,40 108,60 114,60 101,60 108,60 93,40 101,60 160 144,60 147,60 141,00 144,60 136,40 141,00 130,80 136,40 124,20 130,80 116,20 124,20 106,80 116,20 180 162,80 166,20 158,60 162,80 153,40 158,60 147,20 153,40 139,80 147,20 130,80 139,80 120,20 130,80 200 180,80 184,60 176,20 180,80 170,60 176,20 163,60 170,60 155,20 163,60 145,20 155,20 133,60 145,20 225 203,40 207,80 198,20 203,40 191,80 198,20 184,00 191,80 174,60 184,00 163,40 174,60 150,20 163,40 250 226,20 230,80 220,40 226,20 213,20 220,40 204,60 213,20 194,20 204,60 181,60 194,20 167,00 181,60 280 253,20 258,60 246,80 253,20 238,80 246,80 229,20 238,80 217,40 229,20 203,40 217,40 187,00 203,40 315 285,00 290,80 277,60 285,00 268,60 277,60 257,80 268,60 244,60 257,80 228,80 244,60 210,40 228,80 355 321,20 327,80 312,80 321,20 302,80 312,80 290,60 302,80 275,60 290,60 258,00 275,60 237,00 258,00 400 361,80 369,40 352,60 361,80 341,20 352,60 327,40 341,20 310,60 327,40 290,60 310,60 --- 290,60 Quadro 9.2 - Diâmetros Interiores de Tubos de Pead para Diferentes Pressões Nominais (Resinas Pe80 E Pe100) 9.4.3. Comprimentos dos Tubos Os tubos de polietileno de alta densidade podem ser fabricados em varas de 6 ou de 12 m ou em rolos com comprimentos até 150 m, de acordo com os diâmetros e com as possibilidades de transporte. Como se compreende, só os menores diâmetros poderão, em geral, encontrar-se disponíveis em rolos. Para os grandes diâmetros, tem sido utilizado o procedimento de deslocar uma instalação de extrusão para o local da obra, onde tem lugar o fabrico do tubo. 9.4.4. Tipos de Juntas São muito diversos os tipos de juntas utilizados em tubos de polietileno, podendo, no entanto, destacar-se, para as condutas de abastecimento de água, os seguintes: a) b) c) União soldada topo a topo; Junta Gibault; Flanges metálicas. A soldadura topo a topo, cuja execução se procura esquematizar na Figura 9.6, é o tipo de ligação mais económico e eficiente, consistindo no pré-aquecimento dos bordos do tubo a soldar, os Tubos e Acessórios 11 quais, depois de fundidos e retirado o elemento calefactor, são unidos com determinada pressão, função da espessura da parede do tubo. Emprega-se, geralmente, em tubos com diâmetro superior a 90 mm e exige pessoal qualificado e equipamento adequado. 1- Aplicação do equipamento de aperto 2 - Preparação das juntas 3 - Preparação das juntas 4 - Ferramenta de aquecimento 5 - Aquecimento dos topos 6 - Aquecimento dos topos 7 - Inicio da aproximação dos topos 8 - Junta executada Figura 9.6 – Ligação de Tubos de Polietileno por Soldadura Topo a Topo As juntas Gibault são, em geral, mais compridas do que as utilizadas em tubos de fibrocimento e apresentam características adequadas às tubagens de polietileno. Na Figura 9.7 representa-se em corte uma junta flangeada. Existem ainda outros tipos de uniões, como ligações de aperto mecânico (diâmetros de 16 mm a 90 mm) e ligações electro-soldáveis (diâmetros de 16 mm a 160 mm) que são constituídas por peças injectadas que possuem no seu interior filamentos metálicos com terminais exteriores que permitem a aplicação de uma tensão eléctrica que aquece o filamento e vai provocar a ligação por fusão da zona de contacto da parte exterior do tubo com o material do acessório (Figura 9.8). Tubos e Acessórios 12 Figura 9.7 - Ligações por Flanges Figura 9.8 - Ligações Electrossoldadas 9.4.5. Acessórios Existem fundamentalmente dois tipos de acessórios para tubos de polietileno, que são os acessórios do mesmo material – muitas vezes, e em especial no que diz respeito a curvas, moldados a partir de um troço de tubo aquecido, em estado de plastificação – e os acessórios de ferro fundido, idênticos aos utilizados para os tubos de fibrocimento mas dotados de juntas de transição adequadas. Os acessórios de ferro fundido são, em geral, preferidos aos de polietileno, pois são de mais fácil montagem, sem necessidade de mão-de-obra especializada, e têm longa duração. 9.5. Tubos de Poliéster Reforçado com Fibra de Vidro 9.5.1. Fabrico e Características Principais Os tubos de poliéster reforçado com fibra de vidro – PRFV – são fabricados com fios de vidro e resinas de poliéster. Sobre um mandril de aço os fios de vidro, saturados com resina, são enrolados em espiral segundo ângulos predeterminados. Após a reacção química de polimerização da resina de poliéster, os tubos são extraídos do mandril e sujeitos a controlo de qualidade. Dispõem habitualmente de três camadas distintas: - A interior é muito rica em resina, de modo a conferir à parede interna do tubo as características adequadas de estanqueidade, pequena rugosidade e resistência química. Tubos e Acessórios 13 - - A intermédia é constituída predominantemente por fios de vidro enrolados a tensão constante, sendo a sua função primordial conferir ao tubo a adequada resistência estrutural. A terceira camada, de protecção exterior, poderá adquirir diferentes características, de acordo com o tipo de montagem a utilizar. As propriedades físicas e mecânicas mais importantes deste tipo de tubos são as seguintes: Peso volúmico ................................................................................................... 1 800 kg/cm3 Resistência à tracção (fabrico manual) ................................................................. 100 MN/m2 Resistência à tracção (fabrico mecânico) .......................................................... 1 000 MN/m2 Resistência à flexão (fabrico manual) ................................................................... 150 MN/m2 Resistência à flexão (fabrico mecânico) ............................................................ 1 000 MN/m2 Resistência à compressão (fabrico manual) ......................................................... 140 MN/m2 Resistência à compressão (fabrico mecânico) ...................................................... 400 MN/m2 Módulo elástico (fabrico manual) ....................................................................... 6 800 MN/m2 Módulo elástico (fabrico mecânico).................................................................. 25 000 MN/m2 Além da técnica de fabrico indicada, são utilizadas outras tecnologias que incluem o processo de mandril de avanço contínuo ou o processo de fabrico em molde por centrifugação. De forma a optimizar as características do material compósito que vai constituir as paredes dos tubos, são presentemente também utilizados outros sistemas construtivos que envolvem: - a incorporação de areias de quartzo que vão permitir robustecer o laminado e aumentar a rigidez do tubo; o uso de dois tipos de reforço de fibras de vidro (fios contínuos e descontínuos) para se obter uma maior resistência tangencial e axial; e a possibilidade de aplicar diferentes tipos de resinas combinando a utilização de resinas mais económicas na parte exterior e estrutural do laminado com a aplicação de resinas especiais na face interior dos tubos, susceptíveis de melhorar, por exemplo, a resistência química. A evolução dos processos de fabrico possibilita a realização de tubos de PRFV com espessuras (ou outras características específicas) diversificadas, calculadas para corresponder a uma determinada aplicação particular. 9.5.2. Classes de Rigidez e de Pressão de Serviço Os tubos de poliéster reforçado com fibra de vidro podem classificar-se, para cada diâmetro nominal, em função da sua rigidez e da sua pressão nominal. A rigidez traduz a resistência que o tubo apresenta às cargas exteriores e às depressões interiores. As gamas de fabrico corrente abrangem três classes de rigidez inicial (N/m2): • 2 500 • 5 000 • 10 000 A pressão nominal indica a máxima pressão de serviço, em bar, à qual o tubo pode trabalhar. As classes de pressão nominal correntes para tubos de poliéster reforçado com fibra de vidro são PN: 1, 6, 10, 16, 20, 25 e 32. Em princípio, cada classe de pressão nominal pode combinar-se com cada classe de rigidez, embora nem todas as classes de pressão nominal indicadas estejam disponíveis em todos os diâmetros e graus de rigidez. Tubos e Acessórios 14 9.5.3. Diâmetros e Comprimentos A gama de diâmetros correntes de tubos de poliéster compreende os seguintes valores em milímetros: 100 800 150 900 200 1 000 250 1 200 300 1 400 350 1 500 400 1 600 450 1 800 500 2 000 600 2 400 700 --- podendo ainda fabricar-se diâmetros superiores, até 3 700 mm, sob encomenda. Os tubos de poliéster fabricados pelo processo misto manual-mecânico encontram-se disponíveis em varas com 4 e 6 m de comprimento. Aos tubos fabricados mecanicamente correspondem habitualmente comprimentos de 6, 9, 12 e 18 m. 9.5.4. Tipos de Juntas Os tubos de poliéster, para além de poderem ser montados com juntas de ferro fundido, tipo Gibault, são susceptíveis de ligação pelos seguintes processos: a) Soldaduras exteriores, tipo junta topo a topo, com envolvimento exterior por fibras de vidro e resinas, tirando partido da reacção de polimerização; b) Soldaduras com encaixe; c) Juntas por manga (abocardada); d) Juntas por flange fixa ou por flange solta sobre colarinho (semelhante à esquematizada na Figura 9.7). 9.5.5. Acessórios Existe uma gama completa de acessórios especiais como curvas, tês e cones de redução, realizados em poliéster reforçado com fibra de vidro. Para certas aplicações e em função do diâmetro poderão ser utilizados acessórios de ferro fundido (para os menores diâmetros) ou de aço (para os maiores diâmetros). 9.6. Tubos de Betão 9.6.1. Fabrico e Características Principais Os tubos de betão armado têm, em geral, a sua aplicação limitada a muito baixas pressões, pelo que a referência a apresentar pode limitar-se aos tubos de betão pré-esforçado. Os tubos de betão pré-esforçado fabricados em Portugal são constituídos por um núcleo de betão, pré-esforçado longitudinalmente, cintado por arame de aço de alta resistência que é enrolado sob tensão. Começa por se estabelecer uma tensão inicial permanente, de compressão, no betão, destinada a compensar as tensões de tracção introduzidas pelas solicitações. O pré-esforço é dimensionado de modo a garantir que não se produzam tracções no betão para todas as acções a considerar. A estanqueidade é garantida pela compacidade da parede e o acabamento liso e regular assegura Tubos e Acessórios 15 uma reduzida rugosidade. O reboco de revestimento cria e mantém em torno do aço de pré-esforço um ambiente alcalino, constituindo uma protecção química eficaz para evitar a corrosão. O betão deverá apresentar um baixo factor água-cimento, sendo centrifugado a baixa velocidade e submetido a compactação simultânea. Em termos de propriedades físicas e mecânicas, poderão referir-se os seguintes valores: Resistência do betão à compressão simples: Na aplicação do pré-esforço longitudinal ..............................................................35 MN/m2 Na aplicação do pré-esforço transversal ..............................................................45 MN/m2 Aos 28 dias do pré-esforço...................................................................................50 MN/m2 Pressões de serviço e esforços transversais máximos dos tubos de betão pré-esforçado: Tubos Normais φ 300 a φ 800 ......................................................................................................2,0 MN/m2 φ 1 000 ................................................................................................................1,8 MN/m2 φ 1 250 ................................................................................................................1,4 MN/m2 φ 1 500 ................................................................................................................1,2 MN/m2 φ 1 600 ................................................................................................................1,1 MN/m2 φ 1 700 ................................................................................................................1,0 MN/m2 Tubos Especiais φ 1 000 ................................................................................................................2,0 MN/m2 φ 1 500 ................................................................................................................2,0 MN/m2 φ 1 800 ................................................................................................................1,8 MN/m2 Para qualquer dos casos, o esforço transversal de serviço é sempre superior a 300 KN/m. 9.6.2. Diâmetros e Comprimentos Os diâmetros mais comuns dos tubos de betão pré-esforçados são 300, 400, 500, 600, 700, 800, 1 000, 1 250, 1 600 e 1 700 mm. Actualmente, o comprimento habitual dos tubos de betão pré-esforçado é de 5 m. 9.6.3. Juntas O acoplamento dos tubos de betão pré-esforçado é realizado por juntas de boca, tipo machofêmea com interposição de junta tórica de borracha (Figura 9.9). Poderá também encarar-se a utilização de juntas metálicas Viking-Johnson (Figura 9.10), que representam semelhanças com as juntas Gibault, ou de juntas argamassadas (para baixas pressões). 9.6.4. Acessórios Embora existam acessórios de betão pré-esforçado, como curvas de 11º15' e a 22º30', dá-se, em geral, preferência aos acessórios de aço, ligados aos tubos por juntas do mesmo tipo das utilizadas entre tubos ou, eventualmente, por juntas de chumbo ou mecânicas flexíveis. Os tubos poderão, eles próprios, ser fornecidos com derivações metálicas para ventosas e Tubos e Acessórios 16 descargas. Junta rolante Junta deslizante tipo ROCLA 1 - Junta macho-fêmea com interposição de junta tórica de borracha 3 - Curva metálica de 0º a 20º30' 2 - Aspecto exterior e corte de um tubo 4 - Curva metálica de 22º30' a 45° Figura 9.9 - Tubos de Betão Pré-Esforçado e Acessórios Figura 9.10 - Junta Viking-Johnson em Tubos de Betão Pré-Esforçado 9.6.5. Protecção Catódica Os tubos de betão pré-esforçado são centrifugados, apresentando por isso, interiormente, um aspecto vítreo. Exteriormente, podem ser recobertos por um manto de amianto. Trata-se de duas características importantes para a protecção catódica. Para montagens em terrenos especialmente agressivos, os tubos podem ser equipados com dois terminais acessíveis, que permitam a eventual ligação dos condutores de um sistema de protecção catódica. Tubos e Acessórios 17 9.7. Tubos de Ferro Fundido 9.7.1. Fabrico e Características Principais Na designação genérica de "ferro fundido" integram-se dois materiais com características distintas - o ferro fundido cinzento e o ferro fundido dúctil. No ferro fundido, durante a solidificação, o carbono separa-se da massa metálica, apresentandose sob a forma de palhetas ou lamelas - ferro fundido cinzento ou ferro fundido de grafite lamelar , ou sob a forma de nódulos aproximadamente esféricos - ferro fundido nodular ou ferro fundido dúctil. Possuindo sensivelmente o mesmo teor em grafite que o ferro fundido cinzento, para além das propriedades deste (resistência à corrosão, aptidão para moldagem e para ser maquinado, resistência ao desgaste por fricção e capacidade de amortecimento de vibrações), o ferro fundido dúctil acumula ainda notáveis características mecânicas, como a resistência à tracção e ao choque e a elasticidade. Far-se-á referência essencialmente aos tubos de ferro fundido dúctil. Efectivamente, a aplicação dos tubos de ferro fundido cinzento limita-se quase exclusivamente às condutas de câmaras de manobras de reservatórios ou a instalações de tratamento, nas quais pode também ser substituído por ferro fundido nodular. Os tubos de ferro fundido dúctil são geralmente fabricados por centrifugação. O metal em fusão é submetido a uma elevada velocidade de rotação e, devido à força centrífuga, o ferro no estado líquido é lançado contra as paredes de um molde de eixo horizontal, para formar o tubo desejado. Depois de moldados, os tubos são submetidos a tratamento térmico especial destinado a tornar o metal homogéneo e resistente ao corte e ao choque. Interiormente, os tubos são revestidos com um produto betuminoso ou com argamassa de cimento. O segundo recobrimento é preferível sobretudo quando constituído por argamassa de cimento, de alto forno, aplicada por centrifugação, a qual confere aos tubos uma superfície pouco rugosa e os preserva do risco de incrustações. Outras soluções standard especiais correspondem a um revestimento interno em poliuretano, aconselhável no caso de águas particularmente agressivas. Os revestimentos exteriores poderão ser realizados com diferentes produtos, desde uma pintura asfáltica até recobrimentos reforçados concebidos para neutralizarem a acção de meios excepcionalmente agressivos. Para além das gamas standard clássicas fornecidas habitualmente com uma metalização com zinco combinada com uma pintura betuminosa, os fabricantes disponibilizam presentemente uma grande diversidade de revestimentos externos incluindo a alternativa de uma pintura epoxídica e/ou a incorporação de uma manga de polietileno ou de poliuretano. 9.7.2. Diâmetros e Comprimentos Podem distinguir-se os tubos de grande diâmetro – que incluem os valores de 1100, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800 e 2000 mm – dos tubos vulgares, ou "standard" – fabricados, em geral, nos diâmetros de 60, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900 e 1 000 mm. Tubos e Acessórios 18 O comprimento dos tubos varia com o diâmetro, sendo de 6 m para diâmetros até 600 mm e de 7 m (ou valores próximos de 8, 2 m) para diâmetros superiores. 9.7.3. Juntas Os tipos de juntas vulgarmente utilizados em tubos de ferro fundido dúctil são os seguintes: a) b) c) d) juntas elásticas; juntas de flanges; juntas Gibault; juntas mecânicas. As juntas elásticas são usadas em tubos com ponta e bolsa e constam de um anel de borracha de formato especial, que fica comprimido entre a ponta e a bolsa, impedindo a passagem de água. Na Figura 9.11-a representa-se o tipo de junta elástica vulgar. Das juntas mecânicas fazem parte a bolsa de formato especial com flange pertencente à ligação, a ponta do tubo, uma contra-flange, um anel de borracha idêntico ao utilizado nas juntas elásticas e parafusos com porcas (Figura 9.11-b). Um outro tipo de junta, muito semelhante ao anterior, resulta da sua adaptação, de modo a tomar impossível o desencaixe e a imobilizar longitudinalmente os tubos e acessórios, por acção de um pequeno taco metálico de secção rectangular. Este taco é representado por g na Figura 9.11-c. As juntas de flanges podem ser fixas (Figura 9.11-d) ou móveis. As duas peças a ligar são interpostas por um anel de borracha estanque, comprimido devido ao aperto dos parafusos das flanges. A junta de montagem (Figura 9.10-e) é do tipo Gibault e constituída por uma manga (a), dois anéis de borracha (b), duas contra-flanges (c), que apertam os anéis de borracha contra as faces exteriores dos tubos, e parafusos (d) que apertam as contra-flanges comprimindo os anéis de retenção. 9.7.4. Pressões de Serviço As pressões de serviço dos tubos de ferro fundido dúctil, habitualmente referenciadas como pressões de funcionamento admissíveis (PFA), em bar dependem da espessura das paredes e podem variar com o diâmetro. No QUADRO 9.3 apresentam-se as pressões de serviço para as tubagens deste material em função de um parâmetro, K, relacionado com a espessura das paredes do seguinte modo: K= 7 K=8 K=9 → → → e (mm) = 3,5 + 0,007 DN e (mm) = 4,0 + 0,008 DN e (mm) = 4,5 + 0,009 DN em que DN representa o diâmetro nominal em mm. Tubos e Acessórios 19 a - Junta elástica ("standard") b - Junta mecânica ("express") c - Junta mecânica travada ("express") d - Junta de flanges e - Junta do tipo Gibault Figura 9.11 - Juntas de Tubos de Ferro Fundido Dúctil Tubos e Acessórios 20 Diâmetro Nominal (mm) Pressões de Funcionamento Admissíveis (PFA) - bar K=7 K=8 K= 9 60 65 - - 64 64 80 - - 64 100 - - 64 125 - - 64 150 - - 64 200 - - 62 250 - - 54 300 - - 49 350 - - 45 400 - - 42 450 - - 40 500 - - 38 600 - 24 36 700 - 24 34 800 19 24 32 900 19 24 31 1 000 19 23 30 1 100 19 23 29 1 200 29 23 28 1 400 19 23 28 1 500 19 23 27 1 600 19 23 27 1 800 19 23 26 Quadro 9.3 - Pressões de Serviço (Em Bar) para Tubos de Ferro Fundido Dúctil (com Junta Automática Standard) 9.7.5. Acessórios Existe toda uma extensa gama de acessórios de ferro fundido dúctil. No seu fabrico são vazados em moldes de areia. 9.8. Tubos de Aço 9.8.1. Fabrico e Características Principais Os tubos de aço são fabricados por laminagem a quente, sem soldaduras, com comprimentos variáveis, até 14 m, ou por enrolamento e soldadura de chapas de aço (nos maiores diâmetros). São tubos elásticos, com excelentes características em termos de resistência, que sofrem pouco por efeito de assentamento do terreno, por muito movediço que este se apresente. São leves, o que facilita o seu transporte e assentamento. Necessitam de cuidada protecção contra a corrosão produzida a partir do terreno envolvente, protecção que pode ir desde uma imersão em asfalto quente até ao envolvimento por telas e Tubos e Acessórios 21 pinturas com produtos apropriados. Encontram-se também disponíveis no mercado, tubos de aço com diferentes tipos de revestimentos sobre as duas faces, concebidos com o objectivo de proteger o material aço da corrosão, permitindo-lhe manter as suas características face a condições de utilização mais exigentes ou agressões exteriores particularmente severas. Os revestimentos interiores, em geral, são realizados com argamassas de cimento centrifugadas enquanto que para as protecções exteriores se utilizam, por exemplo, termoplásticos aplicados em três camadas de revestimento (uma resina epoxídica, um adesivo copolímero e uma camada exterior em polipropileno). 9.8.2. Diâmetros, Pressões de Serviço e Comprimentos Os tubos de aço são fabricados numa extensa gama de diâmetros nominais, expressos em milímetros, que incluem: 60 250 900 70 275 1 000 80 300 1 100 90 325 1 200 100 350 1 300 125 400 1 400 150 500 1 500 175 600 1 600 200 700 1 800 225 800 2 000 e ainda valores superiores. As pressões de serviço poderão ser muito variáveis, de acordo com a espessura das paredes das condutas, situando-se, para os tubos fabricados por laminagem a quente sem soldaduras, em valores que oscilam habitualmente entre 5 e 52 bar. Para os tubos do mesmo tipo, os comprimentos correntes são os seguintes: a) b) c) d) 7 m para os tubos com diâmetro nominal de 60 mm; 10 m para os tubos com diâmetros compreendidos entre 70 e 100 mm; 12 m para os tubos com diâmetros compreendidos entre 125 e 300 mm; 9 m para os restantes diâmetros. Por seu turno, os tubos realizados com chapas de aço soldadas são frequentemente montados em trechos com comprimentos múltiplos de 3 m. 9.8.3. Tipos de Juntas As juntas mais comuns em tubos de aço são dos seguintes tipos: a) b) c) d) Juntas rebitadas; Juntas roscadas; Juntas soldadas; Juntas flangeadas. As juntas rebitadas podem fazer-se de topo ou por sobreposição. As juntas roscadas utilizam-se apenas em tubos de pequeno diâmetro. As juntas soldadas constituem o tipo de união mais utilizado em tubos de aço devido aos recentes aperfeiçoamentos das soldaduras, que lhes conferem características de resistência e melhores condições de escoamento no interior do tubo. As juntas flangeadas são também muito comuns, mesmo em condutas enterradas com diâmetros não muito grandes. Tubos e Acessórios 22 9.8.4. Acessórios Existem acessórios de aço de todos os tipos com utilização corrente nos sistemas de abastecimento de água. 9.8.5. Protecção Catódica Não pode ser descurado o estudo da necessidade ou não da realização de protecção catódica em cada caso concreto. 9.9. Assentamento dos Tubos 9.9.1. Considerações Gerais O assentamento dos tubos pode realizar-se em estruturas apropriadas quando se destinam a ficar aparentes, mas, mais frequentemente, ficam enterrados, já que o recobrimento de terras lhes confere uma maior protecção não só de carácter estrutural mas também térmico, aspecto importante a considerar na distribuição de água potável. Referir-se-á essencialmente o assentamento de condutas enterradas, em valas especialmente preparadas para o efeito. Relativamente aos tubos aparentes, salienta-se que o ferro fundido dúctil e o aço revelam características particularmente adequadas a este tipo de instalação, devendo ser dotados de protecção térmica exterior completada com uma pintura que confira à superfície exposta características reflectoras. 9.9.2. Assentamento em Valas No assentamento em valas há que respeitar profundidades e larguras mínimas recomendáveis, prever o envolvimento do tubo por solos de características apropriadas e avaliar a resistência da conduta à acção das cargas rolantes e das terras sobrejacentes. O Decreto-Regulamentar 23/95 – Artigos 24º e seguintes, prescreve, para a instalação de tubos no subsolo das faixas de rodagem de vias de trânsito, profundidades mínimas de, respectivamente, 0,80 m e 1,00 m, medidas entre o pavimento e a geratriz superior de tubos, respectivamente para condutas de água e para os colectores de águas residuais. Nos passeios esta profundidade pode ser reduzida. A adopção do recobrimento mínimo de 1 m está também generalizada aos traçados fora das vias de trânsito de modo a permitir amanho das terras nos trabalhos agrícolas correntes. Contudo, em terrenos rochosos, não cultiváveis, e em ruas estreitas de zonas urbanas antigas, que não permitam o trânsito de veículos com volume significativo, poderá adoptar-se uma menor profundidade com vista a facilitar a execução das obras, tomandoas mais económicas e desde que sejam convenientemente protegidas mecânica, térmica e sanitariamente. A profundidade máxima não deverá exceder 2,5 a 3 m salvo em casos especiais a justificar convenientemente. As larguras fixadas para as valas são função dos diâmetros dos tubos e das profundidades, entendendo-se que uma folga inferior a cerca de 0,25 m para cada lado do tubo dificulta o seu assentamento e que o trabalho em valas de profundidade superior a cerca de 2 m exige um aumento da respectiva largura, tanto maior quanto maior for a profundidade. O Regulamento sugere, para profundidades até 3 m, uma largura mínima das valas para assentamento de tubagens definida por: Tubos e Acessórios 23 l = De + 0,50 l = De + 0,70 para condutas de diâmetro até 0,50 m para condutas de diâmetro superior a 0,50 m onde l é a largura da vala (m) e De o diâmetro exterior da conduta (m). Para profundidades superiores a 3 m refere a eventual necessidade de aumento destes valores mínimos em função do tipo de terreno, processo de escavação e nível freático. Quando existem pavimentos a levantar, deverá considerar-se uma faixa de remoção de pavimento um pouco mais larga do que a vala a que diz respeito (cerca de 0,20 a 0,25 m, no mínimo, para cada lado). Na Figura 9.12 considera-se que a largura da faixa de pavimento levantado excede em 0,25 m, para cada lado, a largura na zona da escavação. Após a abertura da vala, deverá proceder-se à regularização do fundo, removendo as maiores saliências quando o terreno é de natureza rochosa e preenchendo, com uma camada de betão, bolsas de lodos ou argilas que eventualmente surjam. Dispõe-se, então, no fundo da vala uma camada de areia com uma espessura de 0,10 m a 0,15 m de espessura de areia, gravilha ou material similar )cuja maior dimensão não exceda 20 mm), espessura essa que poderá variar com o diâmetro do tubo como se sugere na mesma Figura 9.12. O tubo é assente sobre esta camada de areia, cuja espessura é aumentada de modo a envolver completamente a conduta até uma altura acima da geratriz superior igual à altura da primeira camada sobre a qual fica apoiada a tubagem (Figura 9.12). O preenchimento da parte superior da vala acima do extradorso das condutas ou colectores é realizado com os produtos da escavação, colocados por camadas, cujas espessuras não deverão exceder 0,15 m a 0,30 m, devidamente compactadas de modo a que não venham a verificar-se assentamentos de terras e não danificar as tubagens e colectores. Após o enchimento da vala, procede-se à reposição do pavimento nas condições primitivas. DN - Diâmetro nominal do tubo h (profundidade da geratriz superior do tubo)....................................................................h ≥ 0,80 m L (largura de levantamento e reposição de pavimentos) l (largura de vala) e; e’ (espessuras da camada de areia abaixo e acima das geratrizes do tubo Terreno Normal DN ≤ 315 mm................................................................…........e = 0,10 m (a) DN > 315 mm.............................................................e = 0,10 m + DN/10 Terreno Rochoso DN ≤ 315 mm...............................................................…........e’ = 0,15 m (b) DN > 315 mm............................................................e’ = 0,15 m + DN/10 Figura 9.12 - Perfis Transversais das Valas Tubos e Acessórios 24 9.9.3. Protecção das Condutas Enterradas Para além da protecção da camada de areia descrita em 9.9.2., é necessário prever protecções das condutas contra determinados tipos de acções da água sobre as singularidades e contra acções de cargas exteriores. Com efeito, nos acessórios, como curvas, tês, forquilhas, válvulas, cones de redução, juntas cegas, etc, a água sob pressão exerce acções sobre as paredes das condutas, que podem ser calculadas por aplicação do teorema de quantidade de movimento, e que em grande número de casos excedem a capacidade resistente das tubagens. A solução correntemente adoptada consiste em instalar maciços de ancoragem de betão, convenientemente dimensionados, para apoio da conduta e transmissão das tensões ao terreno. Em tubos de pequeno diâmetro poderá admitir-se que os impulsos sejam transmitidos às paredes das valas, mas, nos tubos de maior dimensão, os maciços deverão resistir às acções pelo próprio peso. As pressões interiores a considerar serão as de ensaios e não as de serviço. No Capítulo 12 – ADUÇÃO será tratada com maior detalhe a questão da absorção de impulsos em condutas, sendo então apresentadas as metodologias de cálculo de maciços de ancoragem bem como outras soluções especiais como o travamento de condutas com juntas adequadas. Quando as condições peculiares de um dado local de instalação de tubos tornam inviável o cumprimento das condições regulamentares de recobrimento de tubagens, pode haver necessidade de as proteger, seja mediante o envolvimento por betão, o envolvimento por condutas de maior diâmetro ou o assentamento de lajetas sobre o tubo, que assegurem uma adequada degradação de cargas. Quando a instalação das condutas se verifica a profundidades normais, ou seja, aproximadamente, entre 1 e 3 m, o dimensionamento das respectivas paredes para resistirem às pressões interiores satisfaz, em geral, os requisitos postos pelas acções exteriores - acção das terras e acção dos veículos. No entanto, se o assentamento dos tubos é realizado por exemplo, a grandes profundidades, toma-se necessário verificar o seu comportamento relativamente às acções exteriores, seja através de elementos de cálculo fornecidos pelos respectivos fabricantes, seja a partir de modelos de cálculo baseados na Teoria das Estruturas e na Mecânica dos Solos. Na prática, o problema põe-se com maior acuidade para os colectores de águas residuais, salientando-se o disposto no Artigo 139º do Decreto-Regulamentar 23/95, em relação a requisitos estruturais de colectores, bem como o respectivo Anexo XXIII onde são abordados os processos de cálculo da resistência ao esmagamento de colectores assentes. Não pode ainda esquecer-se que em condutas de grande diâmetro, como as de aço ou de betão pré-esforçado, podem levantar-se problemas de estabilidade mesmo para as profundidades correntes de assentamento. 9.10. Principais Vantagens e Inconvenientes de Cada Tipo de Tubo A escolha do tipo de tubo a utilizar em cada caso concreto depende, antes de mais, das pressões de serviço a que se prevê venha a ficar submetido. Assim, para pressões de serviço superiores a cerca de 15 - 20 bar, tornar-se-á necessário instalar tubagens de aço ou de ferro fundido dúctil, ficando, logo à partida, geralmente excluídos os restantes materiais. Para pressões inferiores, pelo contrário, raramente os tubos atrás citados poderão ser fornecidos a preços competitivos com os dos restantes materiais, a não ser eventualmente em condutas de grande porte. Tubos e Acessórios 25 O segundo critério de selecção está relacionado com a ordem de grandeza do diâmetro. Para diâmetros superiores a cerca de 500 mm, os materiais mas adequados são o aço, o ferro fundido dúctil, o betão pré-esforçado e, eventualmente, o poliéster reforçado com fibra de vidro e o polietileno de alta densidade. Para os menores diâmetros, e desde que as pressões de serviço não sejam muito elevadas, os tubos mais utilizados são os de PVC rígido, e de polietileno de peso volúmico alto. Um outro aspecto o tomar em consideração é o da acção corrosiva do meio. As condutas de aço, as partes metálicas das condutas de betão pré-esforçado e, com menor acuidade, as condutas de ferro fundido, podem necessitar de protecção catódica em complemento de revestimentos isolantes anticorrosivos. Toma-se necessário conhecer as características do terreno ao longo do traçado em termos de pH, potencial redox, condutividade, permeabilidade ao ar, humidade e correntes eléctricas, que constituem os principais factores de corrosão. Na prática, a medição da resistividade (inverso da condutividade) do terreno constitui em precioso indicador para avaliação do risco de corrosão electroquímica, pois o solo será tanto mais agressivo quanto menor for a sua resistividade; em princípio, não terá lugar corrosão electroquímica importante desde que a resistividade seja superior a cerca de 6 000 ohms por centímetro. As correntes eléctricas que podem percorrer uma tubagem condutora terão, conforme os casos, origem natural ou artificial (industrial). As primeiras geram-se quando a conduta atravessa terrenos de natureza diferente e constitui o circuito de pilhas geológicas, resultantes da dissimetria do meio electrolítico. As correntes industriais ou de terra, também chamadas correntes vagabundas, provêm de instalações eléctricas que, acidentalmente ou por concepção, apresentam fugas para a terra. São, em geral, devidas a redes de tracção eléctrica com o retomo feito pelo carril, a subestações de corrente contínua ou a outras condutas dotadas de protecção catódica. Os tubos de fibrocimento e de betão pré-esforçado, quando não devidamente protegidos, são vulneráveis à corrosão química produzida a partir de terrenos envolventes com características agressivas. Assim, o fibrocimento, que durante um largo período teve uma aplicação generalizada nos sistemas de abastecimento de água, tem vindo a ser preterido em favor das tubagens de material plástico, em particular o PVC rígido. De facto, os tubos de fibrocimento instalados em terrenos agressivos, como os que se encontram em vastas zonas do Norte do país, necessitam de uma protecção com pintura adequada e cuidadosamente aplicada, que agrava o respectivo custo, ao contrário dos tubos de PVC, que apresentam boas características de resistência à acção desses meios. Um outro factor importante a ponderar é o da garantia de qualidade do fabrico, mais fácil de comprovar para determinados tipos de materiais, o que pode constituir critério de preferência. Finalmente, há a considerar os custos, fundamentais para a tomada de opção definitiva. Dadas as flutuações verificadas no mercado, torna-se necessário realizar uma consulta generalizada aos possíveis fornecedores de tubos e acessórios sempre que se torne necessário tomar uma decisão deste tipo. Adicionalmente, importa salientar que a utilização de tubos de fibrocimento tem vindo a ser significativamente condicionada desde que foram levantadas as primeiras suspeitas sobre os eventuais riscos para a saúde pública decorrentes do fabrico e da utilização de produtos contendo fibras de amianto. O alcance deste problema e a falta de conhecimentos adequados sobre o assunto, que ainda persistem, são claramente expressos no texto de uma recente Directiva Comunitária – Directiva 1999/77/CE da Comissão de 26 de Julho de 1999 – que proíbe a colocação no mercado e a utilização de produtos contendo amianto crisótilo e que entrará em vigor a partir de Janeiro de 2005. Tubos e Acessórios 26 Em relação aos materiais deste tipo em utilização, designadamente em relação aos tubos de fibrocimento incorporados em infraestruturas de saneamento básico, a referida Directiva aconselha a sua utilização até estes atingirem o fim da sua vida útil ou até que passem a estar disponíveis substitutos adequados que não contenham amianto. Tubos e Acessórios 27