estudo do uso das tubulações de pead em sistemas de distribuição ...

RICARDO AUGUSTO DE CASTRO MARCONDES

ESTUDO DO USO DAS TUBULAES DE PEAD EM SISTEMAS DE

DISTRIBUIO DE GUA NO BRASIL

SO PAULO

2016

RICARDO AUGUSTO DE CASTRO MARCONDES

ESTUDO DO USO DAS TUBULAES DE PEAD EM SISTEMAS DE

DISTRIBUIO DE GUA NO BRASIL

Dissertao apresentada Escola Politcnica da

Universidade de So Paulo para obteno do ttulo de

Mestre em Cincias.

rea de Concentrao: Engenharia Hidrulica

Orientador: Prof. Dr. Renato Carlos Zambon

SO PAULO

2016

Este exemplar foi revisado e corrigido em relao verso original, sob responsabilidade nica do autor e com a anuncia de seu orientador.

So Paulo, ______ de ____________________ de __________

Assinatura do autor: ________________________

Assinatura do orientador: ________________________

Catalogao-na-publicao

Marcondes, Ricardo Augusto de Castro ESTUDO DO USO DAS TUBULAES DE PEAD EM SISTEMAS DEDISTRIBUIO DE GUA NO BRASIL / R. A. C. Marcondes, R. C. Zambon --verso corr. -- So Paulo, 2016. 103 p.

Dissertao (Mestrado) - Escola Politcnica da Universidade de SoPaulo. Departamento de Engenharia de Hidrulica e Ambiental.

1.Abastecimento de gua 2.Tubulaes 3.Perdas de gua 4.PEADI.Universidade de So Paulo. Escola Politcnica. Departamento deEngenharia de Hidrulica e Ambiental II.t. III.Zambon, Renato Carlos

AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador Prof. Dr. Renato Carlos Zambon por aceitar a orientao desde o

primeiro momento e contribuir muito com sua experincia, incentivo e revises.

Ao amigo e Engenheiro da Sabesp Hilton Alexandre de Oliveira, pelas nossas

conversas frequentes, seu apoio e informaes fornecidas.

Aos Professores Kamel Zahed Filho, Jos Rodolfo Scarati Martins, Alberto Luiz

Francato e Podalyro Amaral de Souza pelas revises e sugestes durante a

qualificao e defesa final do trabalho.

A minha colega Aline Hayashi Suzuki, pela ajuda e companheirismo durante todo o

mestrado e graduao que cursamos sempre juntos.

A minha namorada Amanda Farias, pela sua pacincia e compreenso em diversos

momentos.

A Escola Politcnica, em especial ao Departamento de Hidrulica e Ambiental,

responsvel por toda minha formao e desenvolvimento acadmico.

RESUMO

O polietileno surgiu em 1898 e logo j comeou a ser utilizado como condute e

isolante. Desde ento este material vem ganhando muito espao no mercado de

tubulaes, seja no saneamento, minerao, indstrias ou no segmento de petrleo

e gs. Seu tipo mais usado o Polietileno de Alta Densidade (PEAD), que apesar de

j ser comumente encontrado em adutoras, emissrios e ramais prediais, somente

nos ltimos anos passou a ser utilizado de maneira mais abrangente nas redes de

distribuio de gua, se tornando um aliado importante no combate aos altos ndices

de perdas reais.

No Brasil, somente nos ltimos anos que a presena de tubulaes de PEAD em

redes de distribuio de gua potvel se tornou mais comum. Contudo, possvel

identificar cenrios de aplicao do PEAD em sistemas de abastecimento de gua j

relativamente consolidados, como o caso do Departamento Municipal de gua e

Esgotos (DMAE) de Porto Alegre, que utiliza o material h 25 anos, a Companhia de

Saneamento Bsico do Estado de So Paulo (Sabesp), onde desde 2009 a Diretoria

Metropolitana vem utilizando o PEAD em novas aplicaes em redes e a Odebrecht

Ambiental da cidade de Limeira, que utiliza tubos deste material desde 2007.

Atravs de anlises de custos de implantao, operao e manuteno, de

amostragens da condio de tubulaes em operao, da evoluo de ndice de

perdas e de entrevistas com as equipes de operao e planejamento, possvel

verificar que realmente as tubulaes de PEAD auxiliam no combate s perdas reais

e na otimizao da operao e eficincia das prestadoras de servios de distribuio

de gua potvel, no sentido de diminuir o tempo de interveno de redes, os custos

de manuteno e a frequncia de arrebentamento e vazamentos nas redes de

abastecimento.

Palavras-chave: Abastecimento de gua, Tubulaes, Perdas de gua, PEAD.

ABSTRACT

Polyethylene appeared in 1898 and soon started been used as conduit and insulating

material. Since then, the material has been gaining a lot of space in the pipes market

in sanitation, mining, industries and oil & gas production. The most used type is High

Density Polyethylene (HDPE), which despite being commonly found in water mains,

emissaries and communication pipes, only in recent years began to be used more

widely in water distribution networks, becoming an important ally in the fight against

high rates of real water losses.

In Brazil, only in recent years the use of HDPE pipes has become more common in

public water distribution networks. However, it is possible to identify HDPE

application cases in relatively consolidated water supply distribution networks, such

as the Departamento Municipal de gua e Esgotos (DMAE) of Porto Alegre, which

have used the material for 25 years; the Companhia de Saneamento Bsico do

Estado de So Paulo (Sabesp), where since 2009 the Metropolitan Unit has been

using HDPE in new applications in network pipes and Odebrecht Ambiental, in

Limeira city, which uses this material in water pipelines since 2007.

Through research of implementation, operation and maintenance costs, sampling the

condition of pipes in operation, analysis the real losses indicators and interviews with

the operations and planning teams, it is possible to conclude HDPE pipes contribute

to reduction of real losses and optimization of the operation and efficiency of the

providers of drinking water distribution services, decreasing maintenance time and

costs.

Keywords: Water Supply, Pipes, Water Loss, HDPE.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Divulgao do Programa de Substituio de Redes de Londres ................................................... 17

Figura 2 Ramificao dos Diferentes Tipos de Polietilenos .......................................................................... 19

Figura 3 - Frmula Qumica do PEAD .............................................................................................................. 20

Figura 4 Anlise de Mercado Oferta e Demanda Mundial de PEAD ....................................................... 22

Figura 5 - Evoluo do Mercado de PEAD 2007 - 2012 ................................................................................... 25

Figura 6 Componentes das Conexes de Compresso .................................................................................. 29

Figura 7 Alinhamento e Faceamento da Solda Topo ..................................................................................... 30

Figura 8 Unio por Solda Topo ....................................................................................................................... 30

Figura 9 Unio por Solda tipo Sela ................................................................................................................. 31

Figura 10 Unio por Eletrofuso ..................................................................................................................... 32

Figura 11 Transio com Flanges e Colarinho .............................................................................................. 33

Figura 12 Tipo de Vazamentos em Redes ....................................................................................................... 44

Figura 13 Fraude de By-Pass no Cavalete ...................................................................................................... 45

Figura 14 Fraude no Hidrmetro .................................................................................................................... 45

Figura 15 Ligaes Irregulares ....................................................................................................................... 45

Figura 16 - Mercado Brasileiro de Tubulaes de PEAD ................................................................................ 51

Figura 17 Tubulaes do Sistema de Distribuio de gua DMAE Porto Alegre ................................... 55

Figura 18 Dimenses das Tubulaes de PEAD do Sistema de Distribuio de gua DMAE Porto

Alegre.................................................................................................................................................................... 55

Figura 19 Extenses de PEAD na Regio Metropolitana de So Paulo Estudada ...................................... 57

Figura 20 - Composio da Rede de Distribuio de gua de Limeira 2007 .............................................. 59

Figura 21 - Composio da Rede de Distribuio de gua de Limeira 2014 .............................................. 59

Figura 22 T Integrado de Derivao para o Ramal ..................................................................................... 60

Figura 23 T Mecnico de Derivao para o Ramal ..................................................................................... 60

Figura 24 T Tipo Sela de Derivao para o Ramal ...................................................................................... 61

Figura 25 Conexo Mecnica utilizada em intervenes em rede de PEAD Tipo 1 ................................ 62

Figura 26 Conexo Mecnica utilizada em intervenes em rede de PEAD Tipo 2 ................................ 62

Figura 27 Extenses de Redes de PEAD e Perdas no Sistema de Abastecimento de gua de Porto Alegre.

............................................................................................................................................................................... 66

Figura 28 Extenses de Redes de PEAD e Perdas no Sistema de Abastecimento de gua de Porto Alegre

............................................................................................................................................................................... 69

Figura 29 Extenses de Redes de PEAD e Quantidade de gua Produzida em Porto Alegre ................... 70

Figura 30 ndices de Perdas Totais e Recursos Aplicados - Sabesp ............................................................. 71

Figura 31 Substituio de Tubulaes de Ferro Fundido por PEAD na rea de Interesse ....................... 72

Figura 32 Ocorrncias de Vazamentos na rea de Interesse 2007 ........................................................... 73








Figura 40 Nmero de Ocorrncias de Vazamentos na rea de Interesse ................................................... 77

Figura 41 Evoluo do ndice de Perdas Totais do Sistema de Abastecimento da gua de Limeira ....... 78


Figura 43 TIA Tempo de Interveno de gua Limeira/SP ................................................................... 86

Figura 44 Redes de gua do Reino Unido Ocorrncias de Falhas ............................................................ 87

Figura 45 Prestadoras de Servio por Data da Primeira Instalao de Tudo PEAD Ramal .................. 88

Figura 46 Prestadoras de Servio por Data da Primeira Instalao de Tudo PEAD Rede .................... 88

Figura 47 Comparao da Satisfao com tubos de PE por Gerao .......................................................... 88

Figura 48 Percepo Positiva de Satisfao do Cliente ................................................................................. 90

Figura 49 Nmero de Ocorrncias de gua Turva e Vermelha ................................................................... 90

Figura 50 Notas dos Clientes em Relao ao Servio Prestado .................................................................... 91

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Tabela dos SDRs Comercializados Tubulaes de gua .............................................. 21

Tabela 2 - Consumo de PEAD nos anos 2007 e 2012.............................................................................. 25

Tabela 3 Coeficiente de Perda de Carga ................................................................................................. 35

Tabela 4 Abraso de Tubos de Diversos Materiais .............................................................................. 42

Tabela 5 Caracterizao do Sistema de gua - Participantes SNIS 2013 ...................................... 54

Tabela 6 - Rede de Distribuio de gua Sabesp M ............................................................................ 56

Tabela 7 - Dados das Tubulaes com 20 anos de Operao .............................................................. 65

Tabela 8 - Anlise Laboratorial das Tubulaes com 20 anos de Operao .................................... 65

Tabela 9 - Dados da Anlise Dimensional e Visual das Tubulaes com 10 Anos de Operao 67

Tabela 10 - Anlise Laboratorial das Tubulaes com 10 anos de Operao .................................. 67

Tabela 11 Teste Hidrosttico das Tubulaes com 10 anos de Operao .................................... 67

Tabela 12 Tempo de Reparo por Tamanho de Tubulao .................................................................. 79

Tabela 13 Quantidade de Equipes de Manuteno .............................................................................. 80

Tabela 14 Custos de Execuo de Redes DMAE-POA (R$/metro) (2006) ................................... 80

Tabela 15 Custos de Execuo de Redes FoFo Sabesp M (R$/Metro) ........................................ 84

Tabela 16 Custos de Execuo de Redes PEAD (R$/Metro) .............................................................. 85

LISTA DE SIGLAS

ABES Associao Brasileira de Engenharia Sanitria e Ambiental

ABNT Associao Brasileiro de Normas Tcnicas

APECS Associao Paulista de Empresas de Consultoria e Servios em Saneamento e Meio Ambiente

AWWA American Water Works Association

CCDM-SC Centro de Caracterizao de Materiais da Universidade Federal de So Carlos

CONVIAS Departamento de Controle de Uso de Vias Pblicas

Cosama Companhia de Saneamento do Amazonas

DE Dimetro Externo

DEFOFO Dimetro Equivalente de Ferro Fundido

DI Dimetro Interno

DMAE Departamento Municipal de gua e Esgoto

DMC Distrito de Medio e Controle

DN Dimetro Nominal

EAC Environment Assisted Cracking

ESC Environment Stress Cracking

ETA Estao de Tratamento de gua

IF ndice de Fluidez

IPT Instituto de Pesquisas Tecnolgicas

IWA International Water Association

JICA Japan International Cooperation Agency

LYSA Lyonnaise Des Eaux Services Associs

MCA Metros de Coluna de gua

MND Mtodo No Destrutivo

NAFTA North American Free Trade Agreement

NF Negro de Fumo

OIT Oxidation Index Time

PE Polietileno

PEAD Polietileno de Alta Densidade

PEBD Polietileno de Baixa Densidade

PEBDL Polietileno de Baixa Densidade Linear

PEMB Polietileno de Mdia Densidade

PHI Presso Hidrosttica Interna

PIPA Plastics Industry Pipe Association of Australia

PN Presso Nominal

POA Porto Alegre

PP Polipropileno

PRFV Polmero Reforado com Fibra de Vidro

PVC Policloreto de Vinila

RMSP Regio Metropolitana de So Paulo

Sabesp Companhia de Saneamento Bsico do Estado de So Paulo

SDR Standard Dimension Ratio

SIGNOS Sistema de Informaes Geogrficas no Saneamento

SNIS Sistema Nacional de Informaes sobre Saneamento

TIA Tempo de Interveno das Equipes de Rede de gua

VRP Vlvula Redutora de Presso

SUMRIO

AGRADECIMENTOS .......................................................................................................................................... 2

RESUMO .......................................................................................................................................................... 3

ABSTRACT ........................................................................................................................................................ 4

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................................................ 5

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................................................ 7

LISTA DE SIGLAS ............................................................................................................................................... 8

1. INTRODUO ........................................................................................................................................12

2. REVISO BIBLIOGRFICA .......................................................................................................................15

2.1. HISTRIA DO POLIETILENO .......................................................................................................................... 15

2.2. CARACTERSTICAS FSICA E QUMICAS............................................................................................................ 17

2.3. USOS ...................................................................................................................................................... 20

2.4. MERCADO MUNDIAL ................................................................................................................................. 22

2.5. EVOLUO DO USO DO PEAD EM TUBULAES ............................................................................................. 23

2.6. DIRETRIZES DE PROJETO PARA AS TUBULAES DE PEAD .................................................................................. 26

2.7. TIPOS DE CONEXO ................................................................................................................................... 28

2.7.1. Conexo de Compresso ............................................................................................................. 28

2.7.2. Conexo de Termofuso .............................................................................................................. 29

2.7.3. Conexo de Eletrofuso ............................................................................................................... 31

2.7.4. Juntas de Transio ..................................................................................................................... 33

2.8. DIMENSIONAMENTO HIDRULICO ................................................................................................................ 33

2.9. COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DAS TUBULAES DE PEAD ............................................................................ 36

2.10. TRANSITRIO HIDRULICO .......................................................................................................................... 37

2.11. RESISTNCIA QUMICA E ABRASO ............................................................................................................. 40

2.12. PERDAS EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE GUA ....................................................................................... 42

2.12.1. Perda Real ................................................................................................................................... 43

2.12.1. Perda Aparente ........................................................................................................................... 44

3. MATERIAIS E MTODOS .........................................................................................................................46

4. RESULTADOS .........................................................................................................................................46

4.1. HISTRIA DOS TUBOS DE PEAD NO BRASIL .................................................................................................... 46

4.2. MERCADO BRASILEIRO ............................................................................................................................... 51

4.3. SERVIOS DE ABASTECIMENTO DE GUA ....................................................................................................... 52

4.4. EVOLUO NAS EXTENSES DE REDES ........................................................................................................... 54

4.4.1. DMAE Porto Alegre ................................................................................................................... 54

4.4.2. Sabesp - M ................................................................................................................................... 55

4.4.1. guas de Limeira ......................................................................................................................... 58

4.5. ADAPTAO AO NOVO MATERIAL ................................................................................................................ 60

4.5.1. Sabesp - M ................................................................................................................................... 61

4.6. VIDA TIL DAS TUBULAES DE PEAD ......................................................................................................... 63


4.7. GANHOS EM PERDAS FSICAS ...................................................................................................................... 68


4.7.2. SABESP - MC ................................................................................................................................ 70

4.7.1. Limeira ......................................................................................................................................... 77

4.8. CUSTOS DE INSTALAO E MANUTENO ...................................................................................................... 79


4.8.2. Sabesp - MC ................................................................................................................................. 81

4.8.3. Limeira ......................................................................................................................................... 86

4.9. DESEMPENHO DAS TUBULAES DE POLIETILENO ............................................................................................ 86

4.9.1. Sabesp ......................................................................................................................................... 89

4.9.1. guas de Limeira ......................................................................................................................... 90

5. DISCUSSO ............................................................................................................................................91

6. CONCLUSES .........................................................................................................................................94

7. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ..............................................................................................................97

ANEXO MAPA DO MATERIAL DA REDE DE DISTRIBUIO DE GUA DA REA ESTUDADA DA REGIO

METROPOLITANA DE SO PAULO ................................................................................................................. 102

12

1. INTRODUO

Vrios locais do mundo vm sofrendo com a escassez de reservas de gua potvel

nos ltimos anos. O Brasil no diferente e a crise hdrica continua muito severa em

vrias regies como no nordeste e sudeste, com o seu pice no ano 2014

principalmente para a cidade de So Paulo. Foi necessria a diminuio da vazo

captada nos mananciais, reservatrios e rios destas regies, para que se

recuperasse parte do volume til e garantisse o atendimento contnuo a demanda.

Para isso, governos e prestadores de servios de tratamento e distribuio de gua

adotaram uma srie de medidas, sendo as principais: a intensificao ao combate s

perdas, abastecimento intermitente e incentivos financeiros como bnus e multas

nas contas mensais de gua.

Em vista desses problemas, o Brasil finalmente comeou a seguir uma tendncia de

consumo mais consciente da gua, j iniciada em outros lugares do mundo com

escassez de recursos hdricos.

Neste cenrio, o combate s perdas reais e aparentes dos sistemas de distribuio

da gua se torna ainda mais importante, uma vez que o ndice mdio de perda total

na RMSP de 31,2%, enquanto que em cidades da Alemanha e do Japo, esse

ndice por volta de 11%. (ABES, 2013).

No combate a esse elevado ndice, mais precisamente na parcela das perdas reais,

as tubulaes de Polietileno de Alta Densidade PEAD vm sendo utilizadas na

substituio das antigas tubulaes de ferro fundido, ao e cimento amianto.

Pela possibilidade de ser transportado em bobinas, por apresentar propriedades de

resistncia corroso e por conseguir se conectar atravs de soldas termoplsticas

(eliminando as conexes mecnicas do tipo ponta e bolsa), possibilitou boas

garantias contra vazamentos e arrebentamentos, se tornando amplamente utilizado

em todo o mundo. Estas propriedades so vantajosas principalmente nas cidades,

onde o trfego de veculos pesados maior, gerando vibraes no solo, podendo

comprometer principalmente as tubulaes rgidas com conexes mecnicas.

O aumento da utilizao do PEAD nos sistemas de distribuio de gua potvel

tambm se deve ao fato de ser utilizado como alternativa nica ou preferencial nos

13

mtodo no destrutivos (MND) de instalao ou substituio de redes subterrneas,

sem aberturas de valas. Cada vez mais estes mtodos vem sendo adotados pelas

empreiteiras, uma vez que diminui o impacto ambiental, econmico e social na

regio em relao aos mtodos de instalao em vala a cu aberto. As tubulaes

de polietileno por serem flexveis, leves e serem fabricadas em bobinas de at 100

metros de extenso (dependendo do dimetro), se tornam um material muito

interessante para este tipo de aplicao.

Contudo, apesar do grande aumento na utilizao de tubulaes de polietileno nos

sistemas pblicos de abastecimento de gua, muitas dvidas ainda pairam sobre as

concessionrias, empreiteiras e projetistas, so elas:

A relao custo x benefcio das tubulaes de PEAD de fato melhor que

as tubulaes de ferro fundido?

Regies que sofreram interveno em sua rede de abastecimento de gua

com tubulaes de PEAD apresentaram diminuio em volume de perdas

reais?

Quanto em vazo a perda real pode diminuir com substituio de redes

antigas por novas de PEAD?

Quais os custos de instalao e manuteno das tubulaes de PEAD?

Podemos realmente considerar o coeficiente de rugosidade das

tubulaes de Hazen-Williams C=150 e que no sofre envelhecimento?

J existe no Brasil um mercado capaz de atender demanda de grandes

projetos, assim como prover assistncia tcnica e garantias?

J existem normas tcnicas e padres brasileiros especficos das

tubulaes de PEAD?

Tendo em vista todas estas dvidas e somado com a adoo mais frequente do

polietileno nas redes de distribuio de gua, alm da crise hdrica vivenciada por

vrias regies do pas nos ltimos anos, o presente trabalho visa estudar a evoluo

do uso das tubulaes de PEAD no pas, desde a primeira tubulao instalada at

os dias de hoje, em que vrias prestadoras de servio de gua j o utilizam como

principal material para suas novas tubulaes, e assim contribuir com o

conhecimento sobre as questes apresentadas.

14

Foram realizados estudos de caso em sistemas pblicos de abastecimento de gua

potvel que possuem tubulaes de polietileno em operao, visando estimar as

vantagens e desvantagens em relao a operao, combate s perdas de gua na

distribuio, custos de instalao e manuteno e disponibilidade do material.

15

2. REVISO BIBLIOGRFICA

2.1. Histria do Polietileno

O polietileno foi sintetizado pela primeira vez em 1898 pelo qumico alemo Hans

Von Pechmann, que o preparou acidentalmente ao aquecer o diazometano. Na

poca, o p branco de aspecto ceroso, sem nenhuma serventia ou uso comercial, foi

caracterizado como uma longa sequncia de CH2 e foi denominado de polimetileno.

A primeira sntese que resultou em um produto industrial foi descoberta por

pesquisadores do ICI Chemicals em 1939 no Reino Unido, quando se misturou

eteno e benzaldedo sob elevada presso (Suzuki, 2009).

A primeira utilizao do polietileno que se tem notcia foi durante a segunda guerra

mundial, na fabricao de condutes e eletrodutos subaquticos. Tambm foi

utilizado em substituio borracha em isolamentos eltricos. Na guerra foi usado

no revestimento de equipamentos como radares, os tornando mais leves e mais

fceis de serem carregados em avies. Na fabricao de tubos, comeou a ser

empregado nos processos industriais e no transporte de gua no meio rural,

aplicaes de baixa presso. Passou tambm a ser utilizado na produo de

petrleo, onde havia a necessidade de tubulaes leves, flexveis e resistentes para

acompanhar o rpido crescimento da indstria de gs e petrleo.

O sucesso no emprego nestas reas fez logo com que os tubos de polietileno

tambm fossem utilizados na distribuio de gs natural para casas e indstrias. A

flexibilidade do PEAD, aliada com sua capacidade de ser fornecida em bobinas de

at 100 metros de extenso para dimetros mais comuns, e a possibilidade de

unies de tubos atravs de soldas de eletro e termofuso, possibilitaram boas

garantias contra vazamentos e arrebentamentos, atribuindo maior confiabilidade da

operao tambm dos sistemas de transporte de gua.

Segmentos da indstria, do saneamento e da minerao tambm passaram a se

interessar pelo material, devido principalmente a sua elevada vida til estimada entre

50 e 100 anos para aplicaes de transporte de gua, gerando um considervel

aumento da demanda da resina nos ltimos anos (Plastics Pipe Institute

Handbook of Polyethylene Pipe, 2009).

16

Desde que comeou a ser utilizado na distribuio de gua potvel, os tubos de

polietileno passaram por vrias modificaes de sua propriedades fsico-qumicas,

devido a constante evoluo das resinas e dos processos produtivos, somando-se

isso ao surgimento de novas normas e padres. Avanos nas propriedades das

resinas, aditivos e extruso dos tubos fizeram com que as tubulaes atuais sejam

bem diferentes das de dcadas passadas.

As primeiras tubulaes de polietileno utilizadas em sistemas de abastecimento de

gua que se tem informao foram instaladas no comeo da dcada de 1960. Desde

ento h relatos de cidades e empresas que decidiram adotar o PEAD como

principal material de suas tubulaes.

Em 1985, a cidade de Kobe no Japo foi atingida por um terremoto de grandes

propores, que foi responsvel por destruir meio milho de casas e matar

aproximadamente seis mil pessoas. Destruiu tambm as tubulaes de gs feitas

em ferro e ao, enquanto que a maioria das tubulaes de PEAD permaneceu

intacta (PIPA Seminars, 2006). Comprovou-se ento na prtica a capacidade j

esperada das tubulaes de polietileno resistirem a deformaes e solicitaes

devido a sua flexibilidade e ao uso de juntas com soldas termoplsticas, tanto que

para a reconstruo da cidade s se utilizou tubos de polietileno na distribuio de

gs.

A cidade de Londres, por possuir uma rede de distribuio de gua muito antiga

cerca da metade com mais de 100 anos e um tero com mais de 150 anos e a

maioria de ferro fundido - implementou atravs de sua concessionria Thames

Water, um extenso programa de substituio de redes no ano de 2006, abrangendo

1.600 km de extenso total dados de 2007 (Borouge PTE, 2007). O material

escolhido para substituio foi o polietileno, que inclusive foi usado nas campanhas

publicitria de divulgao do programa e conscientizao e educao das pessoas,

como um smbolo de combate as perdas e tecnologia nas distribuio de gua. Um

cartaz mostrando uma tubulao de PEAD azul e descrevendo suas principais

vantagens foi utilizado como propaganda da prestadora de servio inglesa, como

pode ser visto na figura a seguir:

17

Figura 1 Divulgao do Programa de Substituio de Redes de Londres

Fonte: PIPA Seminars Australia - 2007

2.2. Caractersticas Fsica e Qumicas

O PEAD uma espcie de polietileno, que por sua vez um tipo de polmero. O

polmero uma macromolcula composta por muitas dezenas ou centenas de

milhares de unidades de repetio denominadas meros, ligadas por ligao

covalente. Os polmeros so obtidos por meio da reao de polimerizao dos

monmeros, isto , uma molcula com uma (mono) unidade de repetio. Do ponto

de vista da nomenclatura, para se denominar um polmero usa-se o nome do

monmero que foi usado na sua sntese e no o nome qumico da unidade repetitiva

do mesmo. Assim, por exemplo, utiliza-se o termo polietileno, pois este deriva do

etileno (CH2= CH2). (Mesquita, 2010)

O polietileno um composto plstico produzido por meio de diversos tipos de

reaes de polimerizao do etileno sob a presena de catalisadores. A maior parte

do etileno proveniente do petrleo por meio do cracking da nafta oriunda do

petrleo.

O etileno pode ainda ser obtido da desidratao cataltica do lcool etlico. Por

advirem de hidrocarbonetos olefnicos, o polietileno chamado de resina

poliolefnicas (possuem apenas hidrognio e oxignio em sua molcula).

18

A obteno do polietileno basicamente se resume da polimerizao do etileno em

reator na presena de solventes, catalisadores, hidrognio e comonomros quando

foi caso. O catalisador entra no processo para desencadear a reao e propiciar a

estereoespecificidade, ou seja, fazer com que as unidades bsicas se interliguem na

conformao desejada (da o terno catalisador estereoespecfico), enquanto o

hidrognio (H) entra como elemento finalizador ou limitador de comprimento das

macromolculas.

O produto em forma de p branco, ou em forma de flocos, precipita-se no reator e a

seguir lavado e secado para eliminao do solvente e de resduos catalticos.

Depois ento, conduzido a uma unidade para mistura de aditivos especficos e

pigmentos, conforme a aplicao do produto, passando da a unidade de granulao

(extrusora) e embalagem (Danieletto, 2014).

A extruso um processo mecnico onde o material forado atravs de uma

matriz adquirindo assim a configurao pr-determinada pela forma da matriz

projetada para a pea.

Segundo MESQUITA (2010), os tipos de polietileno mais comum so: PEAD, PEMD

(Polietileno de Mdia Densidade) e PEBD (Polietileno de Baixa Densidade).

Segundo a norma ASTM D-4976, esta classificao deve seguir a seguinte escala

de densidade:

Classe 1 (0,910 a 0,925) = Polietileno de Baixa Densidade;

Classe 2 (>0,925 a 0,940) = Polietileno de Mdia Densidade;

Classe 3 (>0,940 a 0,960) = Polietileno de Alta Densidade;

Classe 4 (>0,960) = Polietileno de Alta Densidade.

O PEBD ainda pode ser subdivido em PEBD normal (Polietileno de Baixa

Densidade) e PEBDL (Polietileno de Baixa Densidade Linear), de acordo com a

configurao de suas cadeias. Abaixo esto descritos usos para cada tipo de

polietileno citado, segundo MESQUITA (2010):

PEBD (Polietileno de Baixa Densidade): devido a sua flexibilidade, facilmente

processvel, elevada resistncia qumica e boas propriedades isolantes, este

polietileno muito usado para extruso de filmes, fios e cabos, alm de sua

utilizao para moldagem de sopro e moldagem de injeo;

19

PEBDL (Polietileno de Baixa Densidade Linear): um termoplstico com

elevada resistncia de solda a quente, sendo utilizado principalmente na

produo de filmes para embalagens, sacaria industrial e filme esticvel

(stretch);

PEMD (Polietileno de Mdia Densidade): possui rigidez intermediria, sendo

utilizado principalmente na produo de embalagens e na obteno de filmes

gofrados para a produo de fraldas descartveis e absorventes higinicos e,

no processo de rotomoldagem, para a produo de caixas dgua,

brinquedos, reservatrios e tanques para produtos qumicos e componentes

para mquinas agrcolas.

PEAD (Polietileno de Alta Densidade): linear, com baixo teor de ramificaes

e altamente cristalino. A linearidade das cadeias do PEAD torna a orientao,

o alinhamento e o empacotamento das cadeias mais eficiente, fazendo com

que as foras intermoleculares (do tipo Van der Waals) possam agir mais

intensamente. Possui elevada rigidez, resistncia fluncia, abraso, ao

impacto e ao tenso fissuramento sob tenso ambiental e qumica.

A seguir temos o esquema de ramificao dos trs principais tipos de polietileno:

Figura 2 Ramificao dos Diferentes Tipos de Polietilenos

Fonte: Adaptado de MESQUITA (2010), pag. 20

Assim como ou outros polietilenos, a frmula molecular do PEAD composta por

carbonos e hidrognios, como na Figura 1 a seguir e sua cadeia de molculas pode

variar de 500.000 a 1.000.000 de molculas.

20

Figura 3 - Frmula Qumica do PEAD

De acordo com a associao internacional PlasticPipe

(https://plasticpipe.org/pdf/high_density_polyethylene_pipe_systems.pdf, consultado

em novembro de 2014), as tubulaes de PEAD apresentam caracterstica de

elevada resistncia qumica contra corroso, ferrugem, apodrecimento e

crescimento de comunidades biolgicas. So flexveis, podendo fazer curvas de raio

maior que trinta vezes o dimetro externo e com alta resistncia a fadiga. De acordo

com a norma so fabricados para ter uma vida til superior a 50 anos.

Os tubos de polietileno so obtidos por meio de extruso de resinas na forma de p

ou grnulos e as taxas de controle de velocidade de resfriamento interferem, entre

outros aspectos importantes, a orientao molecular e o grau de cristalinidade.

(Peres, 2005).

Segundo HORLACHER (1998), o PEAD, assim como o PVC, apresenta um

comportamento viscoelstico no qual sua deformao depende da temperatura,

tempo e gradiente de presso. Significa que a mudanas de vazo e presso que

ocorrem nas tubulaes viscoelsticas durante os fenmenos transitrios no so

diretamente proporcionais como nos materiais elsticos, ou seja, a velocidade de

propagao da onda de presso no mais constante. A presso de cada ponto da

tubulao depender da deformao da seo no instante anterior e da real variao

de presso.

2.3. Usos

O polietileno pode ser produzido por vrios processos, resultando produtos para

diversas aplicaes como tubos, fios, cabos, filmes, chapas, brinquedos, pallets,

tampas, potes, isolamentos e outros artigos soprados, injetados ou rotomoldados.

https://plasticpipe.org/pdf/high_density_polyethylene_pipe_systems.pdf

21

Dentre os polietilenos, o PEAD o de maior produo mundial e pode ser produzido

atravs dos processos de extruso, moldagem por sopro e moldagem por injeo.

Por extruso, o PEAD utilizado principalmente em isolamentos de fios telefnicos,

geomembrana, sacos de lixo, sacolas de supermercados, revestimentos de

tubulaes metlicas e tubos para redes de saneamento e de distribuio de gs.

Pelo processo de sopro, destaca-se a transformao em frascos para sucos e

bebidas lcteas, tanques de combustveis, bombonas e tambores para produtos

qumicos, agroqumicos, de higiene e limpeza e leos lubrificantes. No processo de

injeo, o PEAD usado para a fabricao de baldes, brinquedos, potes, tampas

para garrafas, entre outros (MESQUITA, 2010)

No ramo do saneamento e infraestrutura, o PEAD utilizado como material para

vrias tubulaes e condutos como: ramais, redes, adutoras, captao de gua,

emissrios e travessias subaquticas, redes coletoras de esgoto, redes anti-

incndio, redes de gs combustvel, guas pluviais e drenagem, minerao,

dragagem, irrigao, produtos qumicos, dutos eltricos, telefnicos, fibra-tica, furo

direcional e pipe-bursting.

Pela capacidade do tubos polietilenos serem produzidos com espessuras de parede

e resinas distintas, para a comercializao das tubulaes de gua se utiliza um

parmetro chamado SDR (Standard Dimension Ratio), que nada mais que a razo

entre o dimetro e a espessura da tubulao. A seguir temos a frmula do SDR e a

tabela dos tipos demais comercializados em relao as resinas PE 80 e 100:

(2.1)

Sendo:

DE = Dimetro externo (mm)

e = espessura da parede (mm)

Tabela 1 - Tabela dos SDRs Comercializados Tubulaes de gua

PN/ RESINA

PN4 SDR

PN 5 SDR

PN 6 SDR

PN 8 SDR

PN 10 SDR

PN 12.5 SDR

PN 16 SDR

PN 20 SDR

PE80 32,25 26 21 17 13,6 11 9 7,25

PE100 - 32,25 26 21 17 13,6 11 9

Fonte: Apresentao ABPE - 2012

22

2.4. Mercado Mundial

O mercado de polietileno cresceu muito nos ltimos anos, se tornando o

termoplstico mais usado e reconhecido em todo mundo. Segundo relatrio da IHS

Inc., Polyethylene Global View (2012).., a demanda mundial de polmeros para o ano

de 2012 foi de 232,6 milhes de toneladas. Desta, o PEAD corresponde cerca de

17%, perdendo apenas para o PP-Polietileno-PP (25%) e o PVC (18%). No grfico

abaixo pode ser observado as expectativa para o crescimento do mercado de PEAD:

Figura 4 Anlise de Mercado Oferta e Demanda Mundial de PEAD

Fonte: IHS Inc., 2012

Vrios relatrios apontam elevada tendncia de crescimento deste mercado para os

prximos anos, principalmente nos pases em desenvolvimento e no mercado

asitico. O PEAD est incluso nesta perspectiva, com um crescimento estimado em

5% at 2016 (IHS Inc., 2012).

Dentre os polietilenos, o PEAD o de maior produo mundial (MESQUITA, 2010),

alcanando em 2012 o volume aproximado de 35 milhes de toneladas consumidas.

Praticamente 100% das novas redes de distribuio de gs so feitas com tubos de

Polietileno nos centros urbanos de todo o mundo (ABPE, 2012). Contribui para esse

cenrio a substituio de tubos antigos por mtodos nos destrutivos (MND), que

instalam tubulaes de PEAD sem a necessidade de abertura de valas, viabilizando

de forma econmica, rpida e segura a recuperao das antigas redes.

23

A participao de tubos de PEAD nas redes, ramais e adutoras de gua, bem como

em esgotos pressurizados cresce em taxa considervel, em especial na Europa,

substituindo os tubos tradicionais. Nos novos ramais e redes de gua de dimetro

at 110 mm na Europa, a participao dos tubos de polietileno de quase 100% e

vem aumentando paulatinamente nos dimetros maiores.

Nas adutoras e captao de gua com dimetros externos chegando a 2.000 mm,

os tubos de PEAD vm ganhando espao no mercado antes dominado pelas

tubulaes de Ferro e Ao, em especial nas aplicaes de baixas presses, onde o

custo desse material, comparado aos dos materiais tradicionais, j representa

vantagens imediatas.

2.5. Evoluo do Uso do PEAD em Tubulaes

A histria das tubulaes de polietileno pode ser dividida em trs geraes. A

primeira se deu incio por volta de 1950, com a fabricao de tubos pela empresa

alem Hoechst AG, pelo processo Ziegler de baixa presso. Esta gerao

composta por diferentes tipos de resinas chamadas, como PE 32, 40 e 50, sendo

que a maioria era de baixa densidade. Estes tubos eram usados nas aplicaes de

transporte de fluidos em baixa/mdia presses, principalmente para fins de irrigao.

Nesta poca tambm passou a ser utilizados como condute e eletroduto no Reino

Unido. Na dcada de 1960, passou a ser utilizado como tubulaes de drenagem

pluvial de cidades e rodovias. Na dcada seguinte a British Gs j passou a utilizar

tubulaes amarela de PEAD para o transporte de gs.

Na dcada de 1980, com o aumento dos comonmeros e consequente aumento do

peso molecular das resinas de polietileno, houve uma melhora no balano geral das

propriedades e surgiram assim o PE 63 e 80, a segunda gerao das tubulaes de

polietileno. Eram produzidos tanto pelo mtodo Ziegler quanto pelo Philips e em alta

e mdia densidade. Nessa gerao os tubos j comearam a ser regularizados com

o surgimento de normas e padres mais rgidos, e passaram a serem utilizados em

aplicaes de baixa presso para gs e altas presses para lquido (at 1,6 MPa).

Nesta poca a Inglaterra j passou utilizar tubulaes de Polietileno de Alta e Mdia

Densidade, de pigmentao azul para transporte de gua potvel.

24

Finalmente, no comeo da dcada de 1990, com a melhoria do processo atravs

introduo seletiva de comonmeros nas cadeias moleculares mais longas, surge o

PE 100, e com ele a terceira gerao dos polietilenos. Este novo material tornou os

tubos mais resistentes e permitiu sua utilizao para transporte de gs sob alta

presso. (Danieletto, 2014)

O polietileno tem sido muito empregado na conduo de gua potvel,

particularmente em ramais prediais. Este polmero apresenta vantagens em relao

a seus concorrentes, como flexibilidade, baixo preo, facilidade de instalao e

resistncia corroso. Apesar de sua utilizao vir se tornando cada vez mais

popular nos ramais prediais, os tubos de polietileno instalados podem apresentar

falhas inesperadas em servio, prematuras em relao sua vida til prevista,

atravs de um mecanismo conhecido como slow crack growth ou crescimento lento

de trincas (Peres, 2005).

O potencial do comrcio de tubulaes de PEAD pode ser percebido atravs do

crescimento nos ltimos anos deste mercado nas diversas regies do mundo. Entre

2007 e 2012 houve um crescimento em todo mundo de aproximadamente 6 %,

enquanto que em regies como a Europa Central e Oriental esse crescimento

chegou a mais de 10%. Esses dados podem ser observados na tabela a seguir,

retirado da pesquisa realizada pela empresa Lyondellbasell, em 2012.

25

Tabela 2 - Consumo de PEAD nos anos 2007 e 2012

Regio 2007

(1.000 ton) 2012

(1.000 ton) Crescimento (%)

Europa Ocidental 927 1110 3

Europa Central e Oriental 580 930 10

frica 140 214 9

Oriente Mdio 202 257 5

Japo 88 92 1

sia 1067 1597 8

NAFTA 750 860 3

Amrica do Sul 120 177 8

TOTAL 3873 5227 6 Fonte: Lyondellbasell, 2012

Esse crescimento tambm pode ser observado no mercado mais amplo de

polietileno, sem se restringir resina de alta densidade e a aplicaes em tubos.

Entre os anos de 2007 e 2012 houve um crescimento de aproximadamente 35% no

mercado europeu de polietileno, como demonstrado no grfico a seguir:

Figura 5 - Evoluo do Mercado de PEAD 2007 - 2012

Fonte: Apresentao APECS (2012), apud SABIC Market Study

Na indstria de gs natural dos Estados Unidos, o PEAD o material amplamente

mais utilizado nas aplicaes, correspondendo cerca de 95% do mercado das novas

tubulaes. Com relao ao mercado de distribuio de gua, os tubos de polietileno

dominam cerca de 65% do mercado, enquanto que mais especificamente no Reino

Unido, chegam a dominar cerca de 85% do mercado de novas tubulaes. Nos

EUA, sua representatividade ainda pequena, apesar do crescimento apresentado

nos ltimos anos (Vibien, 2009).

26

2.6. Diretrizes de Projeto para as tubulaes de PEAD

Existem diversas normas da Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) com

diretrizes para uso de tubulaes de PEAD na distribuio de gua. So elas:

NBR 14299:1999, Sistemas de ramais prediais de gua Tubos, conexes e

composto de polietileno PE Determinao da estabilidade dimensional;

NBR 14300:1999, Sistemas de ramais prediais de gua Tubos, conexes e

composto de polietileno PE Determinao do tempo de oxidao induzida;

NBR 14301:1999, Sistemas de ramais prediais de gua Tubos de

polietileno PE Determinao das dimenses;


polietileno PE Determinao da retrao circunferencial;


polietileno PE Determinao da resistncia ao esmagamento;

NBR 14470:2000, Conexes de polietileno PE 80 e PE 100 - Verificao da

resistncia ao impacto em ts de servio;

NBR 14472:2000, Tubos e conexes de polietileno PE 80 e PE 100

Qualificao do soldador;

NBR 18553:2005, Mtodo para avaliao do grau de disperso de pigmentos

ou negro de fumo em tubos, conexes e compostos poliolefnicos;

NBR 15593:2008, Sistemas enterrados para distribuio e aduo de gua e

transporte de esgoto sob presso Requisitos para conexes soldveis de

polietileno de PE 80 e PE 100;

NBR 8415:2007, Tubos e conexes de polietileno Verificao da resistncia

presso hidrosttica interna;

NBR 15561:2007, Sistemas para distribuio e aduo de gua e transporte

de esgoto sanitrio sob presso Requisitos para tubos de polietileno PE 80

e PE 100;


transporte de esgoto sob presso Requisitos para projetos em tubulao de

polietileno PE 80 e PE 100 de dimetro externo nominal entre 63 mm e 1600

mm;

27


transporte de esgoto sob presso Requisitos para conexes de compresso

para junta mecnica, t de servio e t de ligao para tubulao de

polietileno de dimetro externo nominal entre 20 mm e 160 mm;

NBR 9056:2015, Tubo de polietileno PE5 para ligaes prediais de gua

Verificao da estanqueidade de juntas mecnicas com tubos curvados a frio;

NBR 9057:2015, Tubo de polietileno PE5 para ligaes prediais de gua

Verificao da resistncia de junta mecnica a esforo axial.

Como pode ser observado na lista anterior, as primeiras normas brasileiras sobre

polietileno se tratavam exclusivamente de ramais prediais, sendo somente em 2007

que surgem as normas para tubulaes de polietileno para redes e adutoras de

gua.

Dentre as normas listadas acima, podemos destacar algumas que tratam mais

especificamente dos projetos e obras com tubulaes de PEAD.

A norma ABNT NBR 15802, que trata de requisitos para projetos em tubulaes de

PEAD, enumera diversas especificaes e recomendaes para projetos e obras em

adutoras e redes de distribuio de gua com este tipo de material, de dimetros

externos nominais entre 63 mm e 1.600 mm. Traz informaes sobre o

dimensionamento de tubos PE 80 e 100, contendo consideraes sobre a mxima

presso de operao, dimensionamento hidrulico, sobrepresses, subpresses e

transientes hidrulicos. Tambm traz informaes sobre as alturas de aterro,

mtodos de unies e conexes, transio de materiais e curvas e mudanas de

direes.

J a norma ABNT NBR 15803 versa mais especificamente das conexes de junta

mecnica, t de servio e t de ligao, de dimetro entre 20 mm e 160 mm. Traa

diretrizes sobre os tipos de conexo, resistncia presso hidrosttica e esforo

axial, estanqueidade em tubo curvado a frio, resistncia ao impacto, aspectos

visuais, entre outros. Alm disso, traz informaes sobre controle do processo de

fabricao e marcao e embalagem.

A norma ABNT NBR 15593 trata das conexes soldveis de PE 80 e PE 100. Traz

informaes sobre classificao das conexes, dimenses e tolerncias, conexes

28

segmentadas e do tipo ponta, conexes de eletrofuso do tipo bolsa e sela, juntas

de transio, entre outros. A norma apresenta tambm informaes sobre controle

do processo de fabricao, inspeo de recebimento, requisitos do material e

marcao, rotulagem e embalagem.

2.7. Tipos de Conexo

Alm das conexes mecnicas por compresso, os termoplsticos permitiram o

desenvolvimento de tcnicas de soldagem denominadas por termofuso e

eletrofuso, devido a suas propriedades caractersticas de se fundirem sob

determinadas temperaturas e presses, podendo ser moldados e resfriados na

forma desejada e serem remoldados a novos ciclos de temperatura e presso.

(Danieletto, 2014)

2.7.1. Conexo de Compresso

Constituda por bolsa, anel de vedao, uma garra (normalmente de metal) e uma

porca. Este tipo de conexo morde o tubo, sendo capaz de resistir de trao.

utilizado em tubulaes de pequenos dimetros, sendo encontrada geralmente de

dimetros entre DE 12 a 110 mm, mas pode ser encontrado tambm em DE 160

mm. empregado principalmente para fins de irrigao e ramais prediais, mas

tambm pode ser utilizado em redes de distribuio de gua at PN 16.

So de fcil instalao e uma boa alternativa para reparos, em especial quando no

se consegue estancar totalmente a tubulao para executar a solda. No exigem

pessoal de alta qualificao, nem ferramentas e equipamentos caros e eltricos. Por

serem autotravados, no necessitam ancoragem, adequando-se a terrenos

inconsistentes e linhas areas. (Danieletto, 2014).

A figura a seguir mostra o esquema de uma conexo tpica por compresso e seus

componentes. Vale ressaltar que existe uma infinidade de outros moldes de conexo

por compresso no mercado, como cotovelos, reduo, t, adaptador macho e

adaptador fmea, todos com configuraes diferentes porm com os mesmo

componentes para a unio.

29

Figura 6 Componentes das Conexes de Compresso

Fonte: Danieletto (2014)

2.7.2. Conexo de Termofuso

o tipo de unio mais utilizado nas redes e adutoras de gua em PEAD. Tambm

conhecido com solda topo, por soldar face a face as tubulaes, aplicada mais

comumente em tubulaes de dimetros maiores ou iguais a DE 63. Este tipo de

conexo permite a unio de resinas diferentes, como PE 80 com PE 100, porm

necessrio que seja da mesma espessura (ou SDR).

Na solda de termofuso so necessrios equipamentos para a correta elaborao

da unio, tais como: abraadeiras, unidade de fora, faceador, placa de solda e

transformador de tenso.

A termofuso pode ser divida em quatro etapas:

A preparao, que compreende:

Alinhamento dos tubos e/ou conexes;

Limpeza das superfcies de solda;

Faceamento das extremidades de solda, assegurando o perfeito

paralelismo das partes e a remoo de possvel camada oxidada;

Determinao da presso de arraste.

O aquecimento que objetiva que o material atinja a temperatura de fuso

apropriada;

30

A solda que consiste na compresso das tubulaes e/ou conexes. A

presso de solda deve ser mantida at que a temperatura caia abaixo da

temperatura de fuso do material.

O resfriamento, que ocorre ainda com presso elevada e depois zerando a

presso, mas mantendo o conjunto imvel.

A seguir temos a Figura 7, representando a preparao para a solda topo, com as

tubulaes, abraadeiras e o faceador, enquanto que Na Figura 8 temos uma

representao de uma unio por solda topo realizada com sucesso.

Figura 7 Alinhamento e Faceamento da Solda Topo

Fonte: Apresentao ABPE (2012)

Figura 8 Unio por Solda Topo


Tambm existe o subtipo de conexo por termo fuso do tipo sela, que se trata de

uma conexo injetada ou usinada, que possui uma base em forma de sela, que se

assenta sobre o tubo. Por meio de um dispositivo trmico de aquecimento, funde-se

o material da base da conexo e o da superfcie externa do tubo, a seguir comprime-

se a pea contra o tubo, provendo-se a interao das massas fundidas at que

resfriem.

31

Figura 9 Unio por Solda tipo Sela

Fonte: Manual Tcnico do Polietileno - Brastubo

Devido a sua grande dependncia do soldador e criticidade, foi abandonada para

redes de gua e gs, em quase todo mundo, estando praticamente restrita s

fabricaes de peas especiais, como alguns ts de reduo, onde no houver

outras opes.

2.7.3. Conexo de Eletrofuso

Surgida na dcada de 70, comeou a ganhar impulso na segunda metade do da

dcada de 80 e vem crescendo muito no mercado de gs e gua, devido sua

praticidade e custos. Em termos gerais, em comparao com a termofuso, essa

aplicao mais fcil, com menor margem de erro de execuo, porm mais cara.

Apresenta grande segurana, facilidade de execuo e rastreabilidade com as

mquinas automticas, atravs de cdigos de barras nas tubulaes e conexes,

capazes de serem lidas e cadastradas instantaneamente por sistemas

automatizados

Os custos deste tipo de conexo vm diminuindo nos ltimos anos. Nos menores

dimetros, j se torna mais vivel em determinadas situaes que a solda de termo

fuso. disponvel em dimetro DE 20 a 1.000 mm, entretanto mais comum nos

dimetros menores ou iguais a DE 160 devido aos custos e disponibilidade de peas

e tubulaes.

Emprega conexo provida de bolsa (ou sela) com resistncia eltrica espiralada

incorporada, cujas extremidades so conectadas a terminais que se localizam na

parte externa da pea que, quando submetidas corrente eltrica e tempo, geram

32

calor a fim de possibilitar a solda da pea ao tubo com a superfcie externa da

tubulao.

Este mtodo exige um transformador de tenso e um timer, alm da pea prpria de

eletrofuso. O controle maior neste tipo de unio, visto que em cada pea existe

um cdigo de barra que comunica com o equipamento de solda o tempo,

temperatura e tenso.

A tenso aplicada na pea gera uma corrente eltrica na resistncia inserida dentro

da pea que funde a superfcie interna da pea com a superfcie externa da

tubulao.

Neste mtodo tambm necessrio realizar o faceamento e verificar a ovulao das

tubulaes. A Figura 10 mostra esquematicamente o processor de uma unio por

eletrofuso.

Figura 10 Unio por Eletrofuso


33

2.7.4. Juntas de Transio

A forma mais comum encontrada de transio entre tubulaes de polietileno para

ferro fundido ou ao a transio por flange. Neste tipo, se usa uma tubulao de

polietileno de colarinho longo, que comprimida entre dois flanges de ferro fundido

ou ao, realizando assim a transio.

Figura 11 Transio com Flanges e Colarinho

Fonte: Catlogo Polyeasy

tambm possvel realizar a transio atravs de peas adaptadoras como as

Ultralink e Ultraquick, capazes de se travar mecanicamente em pontas de tubos de

vrios materiais.

Existem outras formas de transio como peas especiais de juntas de transio PE

X AO e PE X LATO, contudo so mais utilizadas nas linhas de gs.

2.8. Dimensionamento Hidrulico

Nos clculos e modelagem hidrulica de redes deve-se adotar o dimetro interno da

tubulao de PEAD, ou seja, subtrair do dimetro nominal externo duas vezes a

espessura da parede do tubo.

DI = DE 2e

(2.2)

Onde:

DI = Dimetro interno da tubulao (mm);

DE = Dimetro externo e nominal da tubulao (mm);

e = espessura da parede da tubulao (mm).

34

Sobre o clculo de perda de carga distribuda nas tubulaes, a norma ABNT NBR

15802 indica o uso da frmula Universal ou a de Hazen-Williams, tanto para PE 80

como para PE 100, descritas da forma a seguir para a gua, no escoamento

turbulento rugoso:

Frmula da Hazen-Wiliams:

(2.3)

Onde:

H = Perda de carga (m)

Q = Vazo (m/s)

C = Coeficiente de Hazen-Wiliams

d = Dimetro interno (m)

L = Comprimento do tubo (m)

Frmula Universal:

(2.4)

Onde:

H = Perda de carga (m)

f = Fator de atrito

v = Velocidade mdia (m/s)

L = Comprimento do tubo (m)

d = Dimetro interno (mm)

g = acelerao da gravidade (m/s)

Ainda segundo a norma ABNT NBR 15802, deve-se adotar para a frmula de

Hazen-Wiliams o coeficiente C=150. J para a frmula Universal, necessrio um

clculo de f atravs de frmulas e do coeficiente de rugosidade (k). Para o regime

35

turbulento onde o nmero de Reynolds (Re) maior que 2000, caso encontrado na

grande maioria das adutoras e redes de gua em operao, tem-se para o clculo

de f, no escoamento turbulento rugoso, de acordo com Souza (1986):

(2.5)

Ou da forma simplificada, sem necessidade de interaes, e com valores bem

prximos de resultados empricos:

(2.6)

Onde:

k = Coeficiente de rugosidade (m)

d = Dimetro interno (m)

Re = Nmero de Reynolds

Para o clculo, a norma ABNT NBR 15802 sugere a adoo de k = 10x10-6 m,

quando do dimetro externo for menor ou igual a 200 mm, e k = 25x10-6 m quando o

dimetro externo for maior que 200 mm.

A tabela seguir mostra os valores de coeficientes hidrulicos sugeridos na norma:

Tabela 3 Coeficiente de Perda de Carga

Mtodo Valores

Hazen-Wiliams C = 150

Frmula Universal

DE 200 mm k = 10x10-6 m

DE > 200 mm k = 25x10-6 m

A norma diz ainda que no h qualquer diferenciao entre os mtodos de

dimensionamento para os tipos PE 80 e PE 100 e que no necessrio considerar a

reduo da capacidade hidrulica devido ao envelhecimento e esclerosamentos por

incrustaes, abraso, corroso etc.

36

2.9. Comportamento Estrutural das Tubulaes de PEAD

As propriedades mecnicas do PEAD so muito influenciadas por fatores estruturais

como massa molecular, distribuio de massas moleculares, quantidade e extenso

das ramificaes, densidade das molculas de unio, cristanilidade, estrutura

morfolgica e orientao (BOENIG, 1973); (OGORKIEWICZ, 1974); (BILLMEYER,

1975); (MORTON-JONES, 1989); (BROWN et al, 1991); (HERTZBERG, 1995);

(KINLOCH & YOUNG, 1995); (MEYERS & CHAWLA, 1999); (CALLISTER, 2000);

(COUTINHO et al, 2003); (PERES, 2005).

O estudo das propriedades fsicas e das caractersticas de processamento de

qualquer tipo de polietileno requer o entendimento da influncia e importncia

desses fatores. Brown et al (1991) apresentaram uma reviso de trabalhos

realizados, nos quais foram estabelecidas relaes quantitativas entre variveis

externas (tenso, temperatura), parmetros de mecnica da fratura (fator de

intensidade de tenso, K, Integral J), variveis morfolgicas (densidade, tamanho de

cristal), variveis moleculares e estruturais (massa molecular, densidade e

distribuio de ramificaes), taxa de crescimento de falhas e tempo de falha

atravs do mecanismo de crescimento lento de trincas (BROWN et al, 1991);

(PERES, 2005).

A maioria dos materiais de construo convencionais tem um comportamento

elstico ou quase elstico do ponto de vista de resistncia, ou seja, aplica-se a lei de

Hook para sua anlise estrutural. Isso significa que a relao entre tenso e

deformao linear at um determinado nvel de tenso e tambm independente

do tempo de durao e da temperatura a nveis prticos. Retirando a fora ou a

carga aplicada, o material volta sua forma original.

Para plsticos, porm, as condies so diferentes. A deformao no

proporcional tenso, nem independente da sua durao. Sob ao de uma carga,

ocorre o escoramento do material (creep), o qual tambm influenciado pela

temperatura, e cuja consequncia final a ruptura do material aps um determinado

tempo. Esse tempo, entretanto, inversamente proporcional magnitude da carga,

e portanto a tenso admissvel de dimensionamento depender da vida til esperada

para um aplicao especfica.

37

A consequncia do creep que, independente da magnitude da tenso, o material

entrar em colapso depois de certo tempo. Este tempo, entretanto, varia

inversamente com o valor da tenso e precisamente isto que permite a utilizao

do plstico como material de construo. A tenso de projeto de materiais plsticos

de construo depende, portanto, da vida til desejada na aplicao. Para tubos de

gua sob presso, as Normas ISO recomendam vida til de 50 anos (vida til de

projeto), em funo de fatores econmicos envolvidos na prestao envolvidos da

prestao de servios pblicos (2 % de depreciao/ano). (DANIELETTO, 2014)

As condies de fabricao do tubo so muito importantes. A taxa de extruso e a

velocidade de resfriamento controlam, entre outros aspectos importantes, a

orientao molecular e o grau de cristalinidade. Se o resfriamento foi lento, por

exemplo, haver tempo suficiente para que um maior nmero de cadeias possam

ser ordenadas nos cristalitos. Consequentemente, o grau de cristalinidade e a

densidade sero maiores, com significativos reflexos sobre as propriedades que

dependem desses fatores, como resistncia a trao, dureza, rigidez, contrao, etc

(WIEBECK & HARADA, 2002); (LU et al, 1994); (PERES, 2005).

2.10. Transitrio Hidrulico

Em grande parte dos projetos de sistemas de distribuio de gua, principalmente

nos de pequena extenso e dimetro, o regime transitrio muitas vezes

negligenciado. Entretanto a busca pela mxima eficincia na prestao de servios

por parte destes sistemas tem motivado o tratamento mais cuidadoso deste

fenmeno na fase de projeto e posteriormente na operao de tais sistemas, para

que seja possvel prevenir danos nos diversos componentes advindos de condies

operacionais inadequadas.

O transitrio hidrulico, tambm chamado de golpe de arete, o fenmeno que

ocorre durante a mudana entre diferentes regimes permanentes de escoamento.

SANTOS (2000) define transitrio como qualquer alterao no movimento ou

paralisao eventual de um elemento do sistema. Aps a ocorrncia da perturbao,

como o desligamento de uma bomba, o regime permanente presente antes da

perturbao alterado, dando origem a um regime no permanente que

posteriormente passar a um novo estado estacionrio.

38

Nele, a vazo e presso em certo ponto se alteram muito rapidamente com o tempo,

o que o torna uma matria de difcil anlise e modelagem, e tambm por isso,

muitas vezes negligenciado em diversos trabalhos e estudos hidrulicos.

Simplificadamente, a sobrepresso mxima para um fechamento brusco de vlvula

ou parada de bomba para gua e comportamento elstico, pode ser expressa por:

(2.7)

Onde: P = Sobrepresso mxima devido ao golpe (m)

v = Variao da velocidade mdia do fluido (m/s)

g = Acelerao da gravidade (m/s)

a = Velocidade de propagao da onde de presso (celeridade) (m/s)

Para Martins (2013), a onda de presso, caracterstica do Golpe de Arete, uma

onda do tipo elstica, com celeridade de propagao expressa em termos das

propriedades fsicas citadas, do dimetro interno do tubo e da espessura da parede,

cuja expresso analtica :

(2.8)

Onde: a = Velocidade de propagao da onde de presso (celeridade) (m/s)

K = Mdulo de elasticidade volumtrico do fluido (Pa)

= Massa especfica do fluido (kg/m)

A = rea da seo transversal da tubulao (m)

A = Variao da rea da seo transversal da tubulao (m)

p = Variao da presso (Pa)

O numerador da equao acima representa fisicamente a celeridade de onda

elstica (velocidade do som) no meio fluido considerado infinito, isto , sem

fronteiras.

39

Para LIMA (2006) importante lembrar que apesar de ser uma expresso que

envolve as propriedades fsicas do tubo e do fluido, e os parmetros geomtricos do

tubo, a celeridade de onda elstica , em si, uma propriedade fsica, no

dependendo, portanto, das condies do escoamento, ou melhor, das variveis

presso e velocidade e das variveis independentes posio e tempo.

Segundo SILVA (2006), observa-se que a variao de carga diretamente

proporcional celeridade de onda a, o que permite considerar que uma diminuio

no valor da caracterstica a provocar reduo imediata no valor da variao de

carga H, como pode ser observado pela frmula 2.6. Essa concluso tem sido

objeto de pesquisas na busca de uma soluo prtica, utilizando materiais que

proporcionem modificaes nas caractersticas do meio fluido, tal que resulte na

diminuio do valor de celeridade da onda (atenuador de celeridade) que, associada

a um meio de controle, possa ser aplicada nos projetos hidrulicos como dispositivo

de proteo contra o golpe de arete.

O golpe de arete um tanto maior em magnitude quanto maior a velocidade mdia

do fluido e maior a distncia entre o golpe e a fonte do mesmo. O golpe de arete

em si mesmo um assunto bastante complexo. Nos casos de tubos plsticos, essa

complexidade aumenta porque as equaes utilizadas para os tubos rgidos devem

ser adaptadas, devido grande flexibilidade das paredes dos tubos plsticos, o que

permite desprezar a compressibilidade da gua, e tambm devido variao do

mdulo de elasticidade com o tempo. De uma forma geral, os tubos plsticos

absorvem (diminuem) melhor o efeito do golpe de arete em virtude de sua

flexibilidade (DANIELETTO, 2014).

Contudo, de acordo com SHIROMOTO (2005), as tubulaes de PEAD merecem

cuidados especiais pois so susceptveis reduo de resistncia por efeitos

trmicos e dinmicos (fadigas). necessrio avaliar se, em tais condies, com a

intermitncia operacional, o tubo de PEAD poder romper por fadiga, aps um curto

perodo de operao. Os tubos plsticos tem limitada resistncia s solicitaes

cclicas, e por esta razo devem operar com cargas controladas.

40

2.11. Resistncia Qumica e Abraso

A temperatura ambiente, os polietilenos so considerados como praticamente

inertes maioria dos produtos qumicos comuns, mas quando expostos solventes

em temperaturas mais elevadas pode ocorrer inchamento, dissoluo parcial ou

degradao do material. Apesar de altamente resistente gua e algumas solues

aquosas, inclusive a altas temperaturas, o polietileno atacado lentamente por

agentes oxidantes. (OGORKIEWICZ, 1974) (COUTINHO et al, 2003); (PERES,

2005). Em especial, importante considerar a presena de cloro na gua, o qual

usado como agente desinfetante e mantido em nveis residuais e baixas

concentraes e lembrar que normalmente o sistema pressurizado (h tenses

atuando no material). Bodycote Polymer AB, um laboratrio de teste de tubos

plsticos independente, localizado em Nykping, Sucia, tem desenvolvido estudos

sobre o efeito da gua clorada na vida til dos tubos plsticos, tendo verificado que

pequenas quantidade de cloro provoca forte efeito oxidante sobre tubos fabricado

com poliolefinas (o polietileno um tipo de poliolefina), com significativa reduo da

vida til esperada (BODYCOTE, 2003); (PERES, 2005).

Os tubos metlicos so sensveis no s a ataques qumicos como corroso

eletroltica. Quanto corroso qumica, esses tubos sofrem at mesmo o ataque de

efluentes comuns encontrados na engenharia sanitria. J os tubos de PE no

sofrem corroso eletroltica ou galvnica.

Para os usos mais comuns, ou mesmo para a maioria dos produtos considerados

perigosos para outros tubos, o PE pode ser considerado material praticamente

imune ao ataque qumico. Somente materiais no volteis ou pouco volteis podem

causar danos permanentes, uma vez que as propriedades originais reaparecem

aps a evaporao do agente inchante.

Nas tubulaes que transportam slidos abrasivos, o desgaste por abraso um

fator de maior importncia. Isto ocorre nos tubos de dragagem, nos minerodutos,

cinzodutos e em todos os casos de transporte hidrulicos de slidos em tubulaes.

Em engenharia sanitria, embora em menor escala, a abraso tambm ocorre,

especialmente em tubos de esgoto.

41

No tocante abraso, testes conduzidos por diferentes pesquisadores indicaram

para os tubos de PEAD uma resistncia bastante elevada, muito superior de

materiais convencionais (DANIELETTO, 2014).

O Prof. Lars-Erik Janson do Instituto Real de Tecnologia de Estocolmo, no seu livro

Plastic Pipe in Sanitary Engineering, tem reunido os resultados de vrias pesquisas

relacionadas com abraso em tubulaes, e converteu o desgaste em um aumento

equivalente de tenses na parede do tubo, para os seguintes tipos de materiais:

42

Tabela 4 Abraso de Tubos de Diversos Materiais

Material Aumento Relativo da Tenso, em %

Cimento Amianto 13

Ao 7

PVC 3

PEAD 0,3

Observa-se em testes para a avaliao de falhas prematuras de tubos de polietileno

que, sob certas condies de temperatura, o tempo para ocorrncia de falhas

sensvel a meio hostis (agente qumico polares e/ou oxidantes, lcoois, detergentes,

halogneos e aromticos), mesmo estando o material submetido a tenses

relativamente baixas, mas por longo perodos de tempo, sugerindo suscetibilidade

dos tubos de polietileno ao environment-assisted cracking (EAC) ou environment

stress cracking (ESC). Trata-se de mecanismo de crescimento subcrtico de trincas,

que descreve a falha acelerada de um material devido a ao cooperativa ou

combinada de exposio ao meio e tenso (HERTZBERG, 1995); (PERES, 2005).

2.12. Perdas em Sistemas de Abastecimento de gua

O entendimento elementar do conceito de perdas de gua a diferena do volume

de gua tratada que foi produzida e o volume de gua dos consumos autorizados,

usualmente medidos nos hidrmetros dos consumidores finais. Essa noo aborda a

perda como algo fsico, contudo, a gua tratada se refere a um produto

industrializado, com mais valores agregados e custos intrnsecos de produo.

Elevadas perdas produzem impactos negativos de diversas naturezas, tais como: no

meio ambiente (maior demanda de gua, esgotamento de mananciais); nos custos

(maior necessidade de investimentos em novas instalaes de produo e de

distribuio de gua, maiores custos operacionais no tratamento); nas receitas

(reduo do faturamento) (REVISTA BRASILEIRA DE SANEAMENTO AMBIENTAL

E MEIO AMBIENTE, 2003); (PERES, 2005).

As perdas de um sistema de abastecimento so fatores importantes para os

consumidores nas tarifas pagas s prestadoras de servio de distribuio de gua

potvel, pois geralmente seus custos so incorporados na composio do preo das

contas de gua.

43

Segundo Tsutiya (2006), Perda Fsica correspondente ao volume de gua

produzido que no chega ao consumidor final, devido ocorrncia de vazamentos

nas adutoras, redes de distribuio e reservatrios, bem como de extravasamentos

em reservatrios setoriais. De acordo com a nova nomenclatura definida pela

International Water Association IWA, esse tipo de perda denomina-se Perda Real.

Perda No-Fsica, corresponde ao volume de gua consumido, mas no

contabilizado pela companhia de saneamento, decorrente de erros de medio nos

hidrmetros e demais tipos de medidores, fraudes, ligaes clandestinas e falhas no

cadastro comercial. Nesse caso, ento, a gua efetivamente consumida, mas no

faturada. De acordo com a International Water Association (IWA), esse tipo de

perda denomina-se Perda Aparente.

2.12.1. Perda Real

Com relao Perda Real, pode-se dizer que os volumes perdidos nos vazamentos

carregam consigo os custos de produo e transporte da gua tratada, tais como os

custos de energia eltrica, produtos qumicos, mo de obra, etc. Vale ressaltar dois

pontos de extrema importncia em relao a este tipo de perda:

O primeiro relacionado conservao de recursos naturais, pois quanto

menos volume se perde no sistema, menor a necessidade de explorar ou

ampliar as captaes de gua, acarretando menor impacto ambiental. Pode-

se argumentar que as Perdas Reais recarregam o lenol fretico, o que fato,

mas isso no parece uma forma adequada de gesto de recursos hdricos, na

medida em que para atender crescente demanda de gua tratada,

requerida a execuo de obras com elevado custo e com forte impacto

ambiental, representadas por barragens, represas, importao de guas de

outras bacias, etc.

O segundo ponto diz respeito sade pblica, em decorrncia da existncia

de vazamentos na rede de distribuio de gua, onde qualquer

despressurizao do sistema (manuteno ou intermitncia no

abastecimento, por exemplo) pode levar contaminao da gua pela

entrada de agentes nocivos na tubulao. Este risco no meramente

potencial, h diversos casos relatados, inclusive em pases do Primeiro

Mundo, de mortes ou doenas ocasionadas por contaminao de redes

44

atravs de pontos de vazamento aps despressurizao (Martins, 2001);

(Tsutiya, 2006).

Mais especificamente a respeito dos vazamentos em ramais e redes, a Sabesp

adota a seguinte classificao:

Vazamentos Inerentes: so vazamentos no-visveis e no-detectveis por

equipamentos de deteco acstica. Aes contra este tipo de vazamento

so: reduo de presso, qualidade dos materiais e da execuo da obra e

reduo do nmero de juntas;

Vazamentos No-Visveis: so vazamentos que no afloram superfcie,

detectveis por mtodos acsticos de pesquisa. Aes contra este tipo de

vazamento so: reduo de presso e pesquisa de vazamentos no-visveis;

Vazamentos Visveis: so vazamentos que afloram superfcie,

comunicados pela populao e/ou detectados. Aes contra este tipo de

vazamento so: reduo de presso e reduo do tempo de reparo.

Figura 12 Tipo de Vazamentos em Redes

Fonte: Sabesp, 2006

2.12.1. Perda Aparente

Nas Perdas Aparentes a volume de gua consumido, porm seu valor no

faturado pela prestadora de servios. So perdas no-fsicas, decorrentes de

submedio nos hidrmetros, fraudes e falhas do cadastro comercial. Grande parte

desta parcela de perda acontece nas ligaes irregulares de favelas e reas

invadidas.

Os custos envolvidos neste tipo de perda so relativos ao preo de venda da gua

no varejo, ou seja, correspondem ao valor pago pelo consumidor de acordo com a

poltica tarifria de cada companhia.

45

A seguir temos fotografias que ilustram alguns dos tipos de fraudes mais comuns. A

Figura 13 foto de um by-pass realizado no cavalete, a Figura 14 uma adulterao

com prego no hidrmetro e a Figura 15 mostra vrias ligaes irregulares em

favelas.

Figura 13 Fraude de By-Pass no Cavalete

Fonte: SABESP (2006)

Figura 14 Fraude no Hidrmetro


Figura 15 Ligaes Irregulares


Para o combate s perdas aparentes, so necessrias medidas como inspees

peridicas a ligaes inativas e irregulares, substituio de hidrmetros de pequena

46

e grande capacidade, adequao/calibrao de macromedidores, melhoria na

anlise de dados, reduo do consumo no autorizado e melhoria na medio e

transmisso de dados.

3. MATERIAIS E MTODOS

O projeto foi desenvolvido atravs da pesquisa em trabalhos acadmicos,

bibliografias da rea e entrevistas com fabricantes de tubos e conexes de

polietileno e profissionais da rea, visando encontrar dados melhores e mais

atualizados sobre o uso das tubulaes de PEAD no pas. Tambm foram

consultadas empresas pblicas e privadas prestadoras de servio de abastecimento

de gua potvel nas cidades brasileiras, em busca da evoluo deste mercado,

assim como problemas e vantagens na implantao e operao de sistemas com

PEAD. Ao mesmo tempo, se procurou estimar os ganhos com relao s perdas

reais e custos de manuteno, instalao e operao dos sistemas, em comparao

com o uso das tradicionais tubulaes de ferro, ao e PVC.

4. RESULTADOS

4.1. Histria dos tubos de PEAD no Brasil

As tubulaes PEAD chegaram ao Brasil por volta do ano de 1974, atravs de uma

parceria de empresas brasileiras com a indstria qumica alem Hoechst AG. O

projeto em questo era uma adutora de gua para a Companhia de Saneamento do

Amazonas Cosama e consistia em uma tubulao de 900 mm de dimetro e 3.600

metros de comprimento, apoiada a at 60 metros de profundidade no leito do Rio

Negro. Dois anos mais tarde, chegaria ao pas a primeira extrusora de polietileno, de

fabricao norueguesa e marca Grainger, adquirida pela empresa Transpavi-

Codrasa S/A.

No ano de 1978, a empresa Aracruz Celulose contratou a Transpavi-Codrasa S/A

para a fabricao de tubulaes de Polipropileno PP, com capacidade de suportar

elevadas temperaturas para o descarte do efluente de sua planta industrial,

47

localizada no Esprito Santo. Foram construdas duas tubulaes lanadas em mar

aberto, com 1.000 mm de dimetro e 7.030 metros de comprimento total, incluindo

os trechos terrestres. Apesar de terem sido projetadas para uma vida til de 15

anos, estas tubulaes esto em funcionamento at os dias de hoje.

Em 1980 surge a primeira fbrica de tubos e conexes de tubulaes de PEAD de

grandes dimetros do Brasil, chamada Dutoflex, prxima ao rio Branco em So

Vicente-SP, que seria de grande importncia na fabricao e transporte das

tubulaes de grande comprimento pela gua. A fabricao passou a seguir a norma

alem DIN 8074/75 na extruso de tubos da antiga classificao PE 5, na poca

chamado de PEAD tipo 2. Nesse mesmo ano mais um emissrio de efluentes foi

fabricado para a empresa TIBRAS Titnio Brasil, com 400 mm de dimetro e

aproximadamente 6.000 metros de extenso em mar aberto. Devido ao sucesso

destes trabalhos, o material passou a ser consagrado nas aplicaes para

emissrios submarinos, sendo utilizado em Guaruj-SP, Boa Vista RR, So

Sebastio SP, Praia Grande SP e Guanabara da Tijuca RJ (Rodrigues, 2012).

O emissrio de Guaruj de 900 mm de dimetro e construdo em 1982, operou por

alguns anos, antes de apresentar problemas de operao e flutuar no oceano, sendo

desativado. Algumas hipteses surgiram para a causa deste problema, como falha

na instalao dos lastros e falta de pesquisa na resistncia das tubulaes ao

cisalhamento subaqutico, porm nunca se chegou a uma concluso.

Nesta poca, o polietileno e o polipropileno comearam a ser adotados tambm nas

indstrias de cana de acar e extrao mineral. Nas usinas de lcool, devido alta

resistncia trmica, as tubulaes de PEAD passaram a ser usadas no transporte do

vinhoto quente na fabricao de fertilizantes. Nas mineradoras como AngloGold e

Paranapanema, passaram a ser utilizadas nas mais diversas aplicaes de

transporte: dragagem, brita, polpa, minrio e efluentes cidos.

No incio da dcada de 80, havia dois grandes produtores de resinas no Brasil, a

Hoescht AG com a fbrica em Triunfo-RS e a Polialden Petroqumica S/A com

fbrica em Camaari-BA. Antes disto, toda resina utilizada era importada da Europa.

Durante anos a Dutoflex foi a nica fabricante de tubos e conexes de PEAD no

Brasil, com dimetros variando entre 20 e 1.000 mm, at que durante a dcada de

80, surgiram outras grandes produtoras de tubulaes: Tigre S/A, Polierg LTDA e

48

Vulcan S/A. O mercado do polietileno continuava a crescer e comeou a atrair novos

fabricantes. No final desta dcada j havia aproximadamente 120 produtores de

tubulaes de PEAD no pas, muitos sem experincia e padres de qualidade.

Em 1985, foi construda para a CEG - Companhia Estadual de Gs do Rio de

Janeiro a rede de distribuio urbana de gs da Ilha do Governador toda em PEAD.

Neste perodo a Companhia de Energia Eltrica Eletropaulo tambm passou a

aceitar PEAD para revestimento de suas tubulaes subterrneas. A Companhia de

Gs de So Paulo Comgs passou a adotar as tubulaes de PEAD em 1989,

porm somente em testes e aplicaes especiais como travessias. Somente em

1998, a COMGAS comeou a se utilizar consideravelmente dos tubos de polietileno,

e hoje 100% das tubulaes novas em So Paulo so de PEAD e instaladas por

mtodo no destrutivo.

Em meados da dcada de 90, o uso do PEAD no sistema de distribuio de gua

comeou a se tornar mais comum, como em Porto Alegre, onde o Departamento

Municipal de gua e Esgoto (DMAE) passou a utilizar o material em ramais e redes,

e na Companhia de Saneamento Bsico do Estado de So Paulo (Sabesp), na

utilizao em ramais prediais e aplicaes especiais, como travessias te

estudo do uso das tubulações de pead em sistemas de distribuição ...

Documents

Transcript of estudo do uso das tubulações de pead em sistemas de distribuição ...