Como especificar galerias pré-moldadas de concreto

28 de novembro de 2013

Como especificar galerias pré-moldadas de concreto

As características técnicas e os cuidados da especificação e fiscalização de tubos de concreto armado pré-fabricados utilizados em obras de drenagem e saneamento

Por Cleide Floresta
Fotos: Divulgação Fermix
Usadas para drenagem pluvial, condução de esgoto e em aterros sanitários, entre outras obras, as galerias pré-fabricadas de concreto armado são produzidas em processos industriais e chegam quase prontas ao canteiro, o que pode representar ganho de tempo, qualidade e durabilidade na implantação de uma rede.
Além de servirem de tubulação, são ao mesmo tempo a estrutura do sistema, sendo constituídas por dois tipos principais de peças: os tubos circulares ou ovóides e as aduelas. Estas últimas, também chamadas de galerias celulares, são quadradas ou retangulares e em seção fechada ou aberta - neste caso, um canal em "U". Como têm aplicações similares, o que tem determinado a utilização de uma ou outra peça é a dimensão da obra.
Canalizações ou drenagens de grande vazão exigem que as galerias tenham aberturas maiores e, neste caso, a solução são as aduelas. Isso porque em 90% dos casos, segundo Alírio Gimenez, diretor técnico da Associação Brasileira dos Fabricantes de Tubos de Concreto (ABTC), os tubos chegam a 2 m de diâmetro, sendo o mais comum encontrá-los com 1,5 m.
Os maiores até existem, mas exigem equipamentos mais sofisticados e caros para a produção e são mais difíceis de serem transportados. Já as aduelas chegam a aberturas de 5 m x 4 m e podem ser produzidas em peças bipartidas para serem montadas no local da obra, facilitando o transporte.
Além da disponibilidade de diâmetros necessários, outros critérios de avaliação para escolha do tipo de tubulação de concreto armado são as condições de escoamento, resistência a cargas internas e externas, resistência à abrasão e à ação de substâncias agressivas e condições de impermeabilidade e juntas adequadas.

Fotos: Divulgação Fermix

Aduelas e tubos pré-moldados de concreto devem ser resistentes ao ataque químico de esgotos, ou seja, à corrosão por ácido sulfúrico, que ataca o cimento e diminui a resistência da tubulação até o rompimento da canalização. Ao lado, ensaio de permeabilidade e estanqueidade da junta em tubos para águas pluviais providos de junta elástica
 "Até um tempo atrás, na grande maioria das vezes, as canalizações eram feitas com peças moldadas no local. Para canalizar um córrego, a empresa ia lá e fazia tudo no local: escavava, acertava o leito, montava as fôrmas e concretava. Com a criação das normas técnicas para as peças industrializadas em 2006 e as garantias industriais, o mercado ganhou força e confiança e hoje o trabalho é feito com galerias pré-fabricadas", afirma Gimenez.
De acordo com o engenheiro Claudio Oliveira Silva, gerente de inovação e sustentabilidade da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), seja qual for o tipo de peça a ser usado, o importante é exigir do fabricante o cumprimento das normas técnicas no processo de fabricação. De acordo com ele, seguindo o que é estipulado, o fornecedor consegue garantir qualidade e durabilidade aos tubos.
 Instalação e fiscalização
Um tubo ou aduela de concreto pré-fabricado tem uma expectativa de vida útil de 100 anos, por isso os engenheiros chamam a atenção para a execução da obra, crucial para o bom funcionamento das galerias. "A maioria dos problemas que aparece em uma rede é em relação à instalação. Muitos ligados à compactação. Então, é preciso tomar cuidado com essa etapa. Tanto que, desde 2008, há uma norma específica [a no 15.645] sobre como deve ser a execução das obras", afirma Silva.

Gimenez dá como exemplo uma rede para a drenagem das águas das chuvas. Seja ela construída com aduelas ou tubos circulares, a obra não pode ter grandes inclinações. Se fizer uma galeria muito inclinada, a velocidade da água nos canais pode desgastar precocemente as paredes de concreto. "Limitamos as declividades para diminuir as velocidades e ter uma durabilidade maior. É comum, por exemplo, que o tubo de uma rede seja muito bem feito, mas que o solo tenha um recalque localizado que provoque o desacoplamento do tubo. O órgão público precisa detectar o problema em inspeções regulares e arrumar", afirma o engenheiro.
 Classe de resistência
A especificação da classe de resistência do tubo de concreto só é possível a partir da determinação da carga total incidente sobre a rede (somatória das cargas de terra e das cargas móveis) e do fator de equivalência. Essas questões, por sua vez, prescindem da realização de sondagens que mostrarão as tensões admissíveis do solo e consequentemente sua capacidade de suporte, para definição do tipo de base de assentamento das tubulações.
As classes de resistência previstas na NBR 8890/03 para tubos de concreto destinados à condução de águas pluviais são: PS1 e PS2 - para tubos de concreto simples (diâmetro de 200 mm a 600 mm); PA1, PA2, PA3 e PA4 - para tubos de concreto armado (diâmetro de 300 mm a 2.000 mm).
Os fatores de resistência dos tubos de concreto, assim como outros requisitos de qualidade, devem ser controlados pelo contratante ou fiscal de obra, a fim de garantir o perfeito atendimento às especificações exigidas no projeto e na normalização. Do mesmo modo, os anéis de borracha para a junta elástica também devem ser submetidos a testes. Os ensaios de controle de qualidade para o recebimento dos tubos na obra, conforme previstos na NBR 8890/03, envolvem:

  • Verificação das características geométricas (análise dimensional);
  • Determinação da resistência à compressão diametral;
  • Determinação do índice de absorção de água;
  • Verificação da estanqueidade de junta (quando tiver junta elástica);
  • Verificação do índice de absorção de água, tração, deformação e envelhecimento.

Agressividade do meio
Assim como na condução de esgoto é preciso utilizar um cimento especial, a agressividade do meio precisa ser levada em conta na fabricação de uma galeria. Ela vai influenciar não apenas a elaboração do concreto, como o comprimento das armaduras, espessura de paredes etc.

No caso de uma canalização junto ao mar, por exemplo, as peças têm outros requisitos técnicos. Quanto maior o comprimento da armadura (compostas por barras de aço ou telas soldadas, conforme NBR 7480 ou NBR 7481), por exemplo, maior será a durabilidade da peça. Se o comprimento da armadura é pequeno, a possibilidade de ela sofrer com os aspectos do meio - como maresias e sal - são maiores.

Especificações por tipo de obra


Saneamento básico 
Independentemente da dimensão, quando a opção é pelas peças de concreto, o uso dos tubos circulares são obrigatórios na condução de esgotos e efluentes sanitários (emissários e redes troncos de esgotamento sanitário) por possuírem tecnologia capaz de garantir a estanqueidade do sistema. Isso porque ele resiste ao ataque químico dos resíduos e é fechado por juntas elásticas (anéis de borracha) que permitem uma vedação de 100%, evitando risco de contaminação do solo. Esses tubos também devem ser fabricados com um tipo de cimento especial, resistente a sulfato.

Drenagens e canalizações
Podem ser usados aduelas ou tubos circulares, com juntas rígidas - argamassa de areia e cimento. No caso das galerias celulares, há ainda a opção de usar a manta geotêxtil por fora da junta macho e fêmea. No caso de uma pequena movimentação que venha a trincar o rejuntamento, o material evita o carreamento do solo.

Travessia subterrânea
É possível usar tubos ou aduelas, mas a especificação do tipo de peça depende do uso do local. Por exemplo: travessias em estradas que passam por regiões ecológicas e que permitem o trânsito de animais por baixo da pista podem ser feitas com aduelas. Neste caso, também pode-se usar uma variação dos tubos circulares, os ovóides, que têm a base linear.

Aterros sanitários
Em grandes alturas de aterros, quando a opção é pelos tubos de concreto, os tipos ovóides são a principal opção. Mas também é possível usar aduelas ou tubos circulares.

Galerias técnicas
Solução para enterrar toda a fiação aparente das cidades, as galerias técnicas ainda estão em fase de desenvolvimento. Segundo Alírio Gimenez, diretor técnico da ABTC, a associação está fazendo um trabalho com a Prefeitura de São Paulo, mas tem sido difícil a implantação. Construídas com aduelas, o conceito básico das galerias técnicas é compartilhar o uso do subsolo enterrando toda a rede elétrica que fica aérea. Em uma mesma galeria poderiam passar as empresas de telecomunicações, telefonia, fibra óptica, gás, energia elétrica. "Isso ainda é uma realidade distante da nossa, mas estamos começando a discutir esse assunto. Ninguém quer arrancar todos os fios que têm pela cidade e enterrar, mas os novos empreendimentos, a gente já quer fazer alguns testes para fazer desta forma", defende o diretor, que explica que a manutenção desse sistema é muito mais fácil por permitir que os técnicos andem pelas galerias com facilidade.

Tubos para cravação
Tubos de concreto de alta resistência à compressão axial (50 MPa a 80 MPa) são usados na construção de galerias de água pluviais, esgotos, canalização de dutos telefônicos e elétricos executados por métodos não destrutivos. Nessas obras, os tubos, cuja fabricação é normatizada pela NBR 15.319/2006, são impulsionados continuamente por perfuratrizes pneumáticas e cravados no solo.

Tubos com fibras
Tubos de concreto reforçados com fibras de aço podem ser utilizados em obras de saneamento, drenagem e tratamento de esgotos. O que os difere dos tubos de concreto com armadura convencional é, sobretudo, sua durabilidade e resistência, notadamente superiores. A NBR 8890, de 2007, normatiza os parâmetros de qualidade das tubulações reforçadas, enquanto a NBR 8890 estabelece os parâmetros para os materiais a serem utilizados na fabricação dos componentes dos tubos, que devem trazer gravados no concreto o nome ou marca do fabricante, o diâmetro nominal, a classe a que pertencem ou sua resistência, além da data de fabricação e um número para rastreamento das características do fabricante.

 Requisitos normativos
Fotos: Divulgação Fermix
Ensaio para os anéis de borracha
Dimensões e tolerâncias: os anéis devem ser fornecidos identificados com o nome ou a marca do fabricante dos tubos.
Resistência à tração: não deve ser inferior a 10,5 MPa.
Alongamento de ruptura: não deve ser inferior a 350%.
Dureza: em graus Shore A, deve atender a três faixas: (45 +- 5)º; (55+-5)º; (65+-5)º
Deformação permanente à compressão: a deformação não deve ultrapassar 25% na temperatura de 70ºC por 22 horas.
Envelhecimento acelerado: não deve ultrapassar os valores a seguir, após permanência à temperatura de 70ºC por período de 70 horas:
a) perda máxima de tensão à tração de ruptura (em relação ao valor original da mesma amostra): 15%
b) máximo decréscimo no alongamento de ruptura (em relação ao valor original da mesma amostra): 20%
Absorção de água: não deve ultrapassar 10% em massa após período de 48 horas à temperatura de 70ºC
Imersão em óleo: após imersão em óleo número 3 (durante 70 horas a 70ºC), deve apresentar variação de volume máxima de 50%

Fotos: Divulgação Fermix
Tubos circulares (NBR 8890)
Principais aplicações: drenagem pluvial e obras de saneamento.
Tipos de junta: para captação de águas pluviais podem ter as juntas rígidas (argamassa de areia e cimento) ou elásticas (anel de borracha) e os tubos para captação de esgotos sanitários devem ter as juntas elásticas (anel de borracha).
Estrutura: podem ser simples, armados ou reforçados com fibras de aço - sempre de acordo com a dimensão da obra, seja ela para águas pluviais ou esgotos:
Simples: podem ser fabricados com DN 200 a 600 mm.
Armados com aços em barras ou telas soldadas: podem ser fabricados com DN 300 a 2.000 mm.
Reforçados com fibras de aço: podem ser fabricados com DN 300 a 1.000 mm e devem ser identificados com a palavra "fibra", gravada no concreto ainda fresco.
Tipos de encaixe: "ponta e bolsa" ou "macho e fêmea".
Comprimento mínimo: 1 m (águas pluviais) e 2 m (esgoto sanitário).
Material: pode ser utilizado qualquer tipo de cimento Portland ou cimento resistente a sulfato, no caso de obras de esgoto sanitário.
Ensaios: obrigatório o ensaio de permeabilidade no caso das galerias de esgoto e efluentes industriais. Conecta-se dois tubos com o respectivo anel de borracha (junta elástica), que são cheios com água, verificando se todo o ar foi eliminado. O sistema é pressurizado de forma gradual, até atingir a pressão de água de 0,1 MPa, mantendo esta situação por 30 minutos para os tubos de esgoto sanitário e de 0,05 MPa por 15 minutos para os tubos de águas pluviais. Em nenhuma situação poderá haver gotejamento no corpo do tubo ou no encaixe entre tubos.
Ensaio de compressão axial: os corpos de prova moldados durante a produção devem ser submetidos ao ensaio para verificar a resistência à compressão do concreto.
Ensaio de absorção: das aduelas retiradas para verificar a dimensão e tolerância (espessura mínima de parede 15 cm e comprimento útil) retira-se uma amostra para o ensaio de absorção de água (8%).
Absorção de água: pode ser de 8% (águas pluviais) e 6% (esgoto sanitário).
Inspeção visual: todos os tubos devem passar por uma inspeção visual e devem ter as superfícies internas e externas regulares e homogêneas, compatíveis com o processo de fabricação. Não são permitidos retoques com nata de cimento ou com outros materiais.

Fotos: Divulgação Fermix
Aduelas ou galerias celulares (NBR 15.396)
Principais aplicações: canalização de córrego, galerias técnicas e drenagem de águas pluviais.
Tipos de junta: junta rígida (argamassa de areia e cimento).
Estrutura: armados ou reforçados com fibras de aço.
Tipos de encaixe: macho e fêmea.
Comprimento mínimo: 1 m.
Espessura mínima de parede: 15 cm.
Material: pode ser utilizado qualquer tipo de cimento Portland com classe de resistência mínima à compressão C25 (fck igual a 25 MPa).
Ensaio: o ensaio de absorção de água deve ser feito com a retirada de um corpo de prova, com área superficial de até 150 cm²; o ensaio de permeabilidade é opcional.
Absorção de água: 8%.
Inspeção visual: todos os tubos devem passar por uma inspeção visual e ter as superfícies internas e externas regulares e homogêneas, compatíveis com o processo de fabricação. Não são permitidos retoques com nata de cimento ou com outros materiais.
Ensaio de compressão diametral (tubos reforçados com fibras de aço): verifica o atendimento à carga mínima isenta de dano e determina o valor efetivo da carga de ruptura do tubo, que é a carga máxima apresentada pelo aparelho de medida, cujo valor deixa de sofrer acréscimo, mesmo com o prosseguimento do ensaio. O cobrimento interno das armaduras deve ser no mínimo de 20 mm e o cobrimento externo no mínimo de 15 mm, para os tubos de diâmetro nominal até 600 mm. Para os tubos com diâmetros nominais maiores que 600 mm, o cobrimento interno das armaduras deve ser no mínimo de 30 mm e o cobrimento externo no mínimo de 20 mm.
Ensaio de permeabilidade e estanqueidade: no ensaio, os tubos para esgoto sanitário não podem apresentar vazamento quando submetidos à pressão de 0,1 MPa durante 30 minutos. Manchas de umidade, bem como gotas aderentes, não devem ser consideradas como vazamentos. A determinação da permeabilidade em tubos com junta rígida para águas pluviais é opcional.
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