PROGRAMA DE PALESTRAS TÉCNICAS ENCONTRO TECNICO DER PARANÁ FOZ DO IGUAÇU-PR 1/7//2010

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1 PROGRAMA DE PALESTRAS TÉCNICAS ENCONTRO TECNICO DER PARANÁ FOZ DO IGUAÇU-PR 1/7//2010 REDES DE DRENAGEM SUBTERRÂNEA DRENOS CEGOS X DRENOS TUBULARES Osvaldo Barbosa, eng

2 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA KANAFLEX No mundo (1951): EUA (2) Brasil (1) Espanha (1) Japão (14) Tailândia (1) Malásia (1) No Brasil (1973): Nos Brasil: Fabrica em SP e Representante e Distribuidores em cada Estado. PARANÁ: DIPROTEC - Eng Luciano Schmitt

3 TUBOS E DUTOS FLEXIVEIS DE PVC e PEAD 1988: LANÇAMENTO DO TUBO DRENO KANANET 1 TUBO DRENO PEAD FABRICADO NO BRASIL

4 PROGRAMA DE PALESTRAS TÉCNICAS III ENCONTRO TECNICO DER PARANÁ FOZ DO IGUAÇU-PR 1/7//2010 REDES DE DRENAGEM SUBTERRÂNEA DRENOS CEGOS X DRENOS TUBULARES Osvaldo Barbosa, eng

5 DRENAGEM SUBTERRÂNEA: ÁREAS DE APLICAÇÃO Obras rodoviárias. Obras de geotecnia. Obras ferroviárias e aeroportuárias. Obras de infra-estrutura de modo geral. Plantas industriais. Aterros sanitários e obras ambientais. Agricultura, reflorestamento e paisagismo. Campos para práticas esportivas. O que se espera de um dispositivo de drenagem rodoviária? AFASTAR A AGUA DO CORPO ESTRADAL e proporcionar RESPOSTA RÁPIDA / ALTA EFICIÊNCIA, quando solicitado.

6 ALGUNS CONCEITOS BÁSICOS PARA COMPREENSÃO DE DRENAGEM CICLO HIDROLÓGICO. PRECIPITAÇÃO: INTENSIDADE, DURAÇÃO E FREQUENCIA. INFILTRAÇÃO, EMPOÇAMENTO E ESCOAMENTO SUPERFICIAL. PERMEABILIDADE E CONDUTIVIDADE HIDRAULICA DOS SOLOS.

7 CICLO HIDROLÓGICO OS OCEANOS COMPÕEM CERCA DE 70% DA SUPERFÍCIE DA TERRA, E OS CONTINENTES OCUPAM O RESTANTE OU SEJA, QUASE 2/3 DO PLANETA SÃO COBERTOS DE ÁGUA. CICLO HIDROLÓGICO É o ciclo completo de evaporação, condensação, precipitação e escoamento das águas do planeta. Quais fases do ciclo hidrológico interessam aos profissionais envolvidos com drenagem? (Ciencias de Apoio: Hidrologia e Pluviometria)

8 O FENÔMENO CHUVA: INTENSIDADE - DURAÇÃO - FREQUENCIA DA PRECIPITAÇÃO Uma das variáveis meteorológicas mais importantes é a precipitação, devido às conseqüências que o excesso de precipitação pode ocasionar, principalmente, em eventos de chuva intensa. Por exemplo, uma chuva de 20 mm, ocorrida em 24 horas, é considerada fraca, no entanto, este mesmo valor, ocorrido em poucos minutos, que caracteriza a chuva de verão, é geralmente forte e a ocorrência é conhecida popularmente como pancadas de chuva.

9 QUANTIFICAÇÃO DE PRECIPITAÇÃO A unidade de medição habitual é o milímetro de chuva, definido como a quantidade de precipitação correspondente ao volume de 1 litro por metro quadrado de superfície.

10 INFILTRAÇÃO, EMPOÇAMENTO e ESCOAMENTO SUPERFICIAL Quando a intensidade da precipitação > taxa de infiltração, ocorre escoamento superficial/alagamento. Associado ao escoamento superficial, ocorre o transporte de partículas do solo.

11 PRECIPITAÇÃO ESCESSIVA e/ou ESCOAMENTO DEFICIENTE

12 TIPOS DE DRENAGEM DRENAGEM SUPERFICIAL. DRENAGEM SUBTERRÂNEA: DRENAGEM SUBTERRÂNEA SEMI-SUPERFICIAL. DRENAGEM SUBTERRÂNEA PROFUNDA.

13 TIPOS DE DRENAGEM DRENAGEM SUPERFICIAL LINHA DE SUPERFICIE DO SOLO ESCOAMENTO DE AGUAS NÃO INFILTRADAS DRENAGEM SUB-SUPERFICIAL (ESCOAMENTO DAS AGUAS DE INFILTRAÇÃO LOCAL DOS SOLOS) DRENAGEM SUBTERRÂNEA DRENAGEM PROFUNDA (ESCOAMENTO DAS AGUAS JÁ INFILTRADAS - LENÇOIS FREATICOS) DRENAGEM SUBTERRANEA É IMPORTANTE EM DRENAGEM DE BASE DE PAVIMENTO

14 TIPOS DE DISPOSITIVOS DE DRENAGEM CORTINAS DRENANTES COLCHÕES DRENANTES TRINCHEIRAS DRENANTES

15 DRENAGEM SUBTERRÂNEA: TRINCHEIRA DRENANTE DRENO SUB-SUPERFICIAL MATERIAL FILTRANTE ENVOLTORIO ou MATERIAL DRENANTE TUBO DRENO DE CAPTAÇÃ ÇÃO DISPOSITIVO DRENANTE: PERMEABILIDADE E CONDUÇÃO LONGITUDINAL

16 DRENAGEM SUBTERRÂNEA: TRINCHEIRA DRENANTE DRENO PROFUNDO (PARA REBAIXAMENTO DE LENÇOL FREÁTICO OU DRENAGEM DE BASE DE PAVIMENTO) IDEM DRENO SUPERFICIAL + MATERIAL SELANTE MATERIAL SELANTE MATERIAL FILTRANTE ENVOLTÓRIO ou MATERIAL DRENANTE TUBO DRENO DE CAPTAÇÃ ÇÃO

17 MATERIAIS COMPONENTES DE UM DISPOSITIVO DE DRENAGEM SUBTERRÂNEA E SUAS FUNÇÕES 1 - Material Filtrante (separador) 2 - Material Drenante (envoltório) 3 - Tubo Dreno de Captação 4 - Tubo Dreno de Condução (desemboque) 1 2 declividade i % 4 3 CORTE TRANSVERSAL DE TRINCHEIRA DRENANTE

18 ENTENDENDO A PERMEABILIDADE E A CONDUTIVIDADE HIDRAULICA DOS SOLOS TIPO DE MATERIAL TAMANHO DOS GRÃOS GRANULOMETRIA cm COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE K cm/s CAPACIDADE DE CONDUÇÃO HIDRÁULICA OU VAZÃO ADMISSÍVEL ÁREA DA SEÇÃO m 2 VAZÃO ADMISSÍVEL l/s Argila < 0, x ,00 0 (praticamente impermeável) Areia fina 0,050 a 0,400 0,01 1,00 0,0001 Geotêsteis Areia grossa Brita 0 (Pedrisco) Brita 1 Brita 2 Brita 3 Brita 4 Brita 5 0,010< AOS* <0,130 (Porosidade) 0,2 a 0,5 0,5 a 1,0 1,0 a 2,0 2,0 a 2,5 2,5 a 5,0 5,0 a 7,5 7,5 a 10,0 0,001< Kn< 0,500 0, ,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,0100 0,5000 1,5000 2,5000 4,5000 8, ,0000 PERMEABILIDADE de um solo: Propriedade que o solo apresenta de permitir a passagem de água em maior ou menor quantidade. (*) AOS - Apparent Opening Size

19 MATERIAIS DRENANTES (ENVOLTÓRIOS) PERMEABILIDADE K (cm/s) DRENAGEM BOA MÁ PRATICAMENTE IMPERMEÁVEL TIPO DE MATERIAL BRITA 5 AREIA FINA SILTE ARGILA 1 2 GEOTÊSTEIS 3

20 MATERIAIS GEOSSINTETICOS GEOCOMPOSTO DRENANTE e GEOTUBO DRENO

21 TUBOS DRENO CONCRETO POROSO: FRAGILIDADE, COMATAÇÃO E BAIXA EFICIENCIA

22 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES PARA UM TUBO DRENO COLMATAÇÃO DO ELEMENTO FILTRANTE OU DA ÁREA FURADA DO TUBO DRENO? BAIXA INCRUSTAÇÃO (química e bacteriológica) BAIXA COLMATAÇÃO Baixa perda de área porosa/perfurada do tubo ao longo do uso

23 TUBOS DRENO PEAD CORRUGADO PERFURADO: EFICIENCIA, CONFIABILIDADE E VIDA ÚTIL RESISTENCIA A IMPACTOS. RESISTENCIA A COMPRESSÃO. RESISTENCIA AO ATAQUE DE PRODUTOS QUIMICOS: BAIXAS INCRUSTAÇÃO e COLMATAÇÃO. ELEVADA VIDA UTIL (PEAD mínimo 50 anos, NBR 8417) A KANAFLEX LANÇA O 1 TUBO DRENO PEAD NO BRASIL CAPACIDADE DE SUPORTAR VARIAÇÕES BRUSCAS DE TEMPERATURA, SEM PERDA DE PROPRIEDADES.

24 ATAQUE DE PRODUTOS QUIMICOS DO SOLO E FERTILIZANTES? PRODUTO QUIMICO RESISTENCIA A PRODUTO QUIMICO RESISTENCIA A ACETONA 100% 20º E C CLOROBENZENO 20º A C ÁCIDO BÓRICO E CLOROFÓRMIO A ÁCIDO BRÔMICO 10% E DETERGENTES E ÁCIDO CARBÔNICO E DICLOROBENZENO A ÁCIDO CARBOXÍLICO E DIOCTILFTALATO E ÁCIDO CLORÍDRICO E ENXÔFRE E ÁCIDO FLUORÍDRICO 1-75% E ESSENCIA TEREBENTINA A ÁCIDO FOSFÓRICO 30-90% E ÉSTERES ALIFÁTICOS E ÁCIDO GLICÓLICO 55-70% E ÉTER A ÁCIDO PERCLÓRICO 70% E ETER DE PETRÓLEO E ÁCIDO SALICÍLICO E FLÚOR A ÁCIDO SULFOCRÔMICO E GASOLINA E ÁCIDO SULFÚRICO 50% E HIDROXIDO DE AMONIA 30% E ÁCIDO SULFOROSO E HIDROXIDO POTÁSSIO CONC. E ÁCIDO TARTÁRICO E HIDROXIDO DE SÓDIO CONC. E ÁCIDO TRICLOROACÉTICO 50% E HIPOCLORORITO CALCIO SAT E ÁCIDO TRICLOROACÉTICO 100% E HIPOCLORITO SÓDIO 15% E ACRILONITRILA E ISO-OCTANO E ÁGUA DO MAR E METILETILCETONA E ALCOOL BENZÍILICO E NAFTA E ALCOOL BUTÍLICO E NITRATO DE AMÔNIA SAT. E ALCOOL ETÍLICO 95% E NITRATO DE PRATA E ALCOOL METÍLICO E NITRATO DE SÓDIO E AMÔNIA E NITROBENZENO E ANIDRIDO ACÉTICO E ÓLEO CONBUSTÍVEL E ANILINA E ÓLEO DIESEL E BENZOATO DE SÓDIO E PENTÓXIDO DE FÓSFORO E BICROMATO POTÁSSIO 40% E PERMANGANATO POTÁSSIO E BORATO DE SÓDIO E PEROXIDO HIDROGÊNIO 30% E BRANQUEADORES E PETRÓLEO E CARBONATO DE SÓDIO E QUEROSENE A CLORETO DE AMÔNIA E SAIS DE NÍQUEL E CLORETO DE SÓDIO E SULFATOS METÁLICOS E CLORETO DE ZINCO E SULFETO DE SÓDIO E

25 MATERIAIS FILTRANTES ADEQUADOS NORMAS TÉCNICAS NORMA BRASILEIRA ABNT NBR Geotêsteis -Instalação em trincheiras drenantes Geotextiles -Drainage trench installation Primeira edição PROPRIEDADES HIDRÁULICAS ULICAS: Importantes para a função de filtração. CARACTERÍSTICAS MECÃNICAS NICAS: Importante para garantia da integridade do geotextil (resistência àtração e ao puncionamento).

26 MATERIAIS FILTRANTES AREIA E GEOTEXTIL - CUIDADOS Problema: Risco de obstrução da área aberta do tubo dreno / mistura de materiais de diferentes granulometrias. EXEMPLO DE DRENO LONGITUDINAL EM FERROVIA: TRINCHEIRA DRENANTE COM MATERIAL FILTRO-DRENANTE AREIA TUBO KANANET ENVOLTO COM GEOTEXTIL FILTRANTE TUBO KANANET ENCAMISADO COM GEOTEXTIL FILTRANTE

27 PERDA DE EFICIENCIA POR COLMATAÇÃO DO MATERIAL FILTRANTE? MECANISMOS DE FILTRAÇÃO GEOTÊXTIL EM UM DRENO SUBTERRÂNEO MATERIAL FILTRANTE MATERIAL ENVOLTÓRIO

28 INSPEÇÃO DE DISPOSITIVOS DE DRENAGEM e a IMPORTANCIA DO MATERIAL FILTRANTE AGUA CONSTANTEMENTE TURVA SINAL DE DRENO MAL CONSTRUIDO...QUASE SEMPRE OCASIONANDO RETROEROSÃO (carregamento das partículas finas do solo para o interior do meio drenante)

29 INSPEÇÃO DE DISPOSITIVOS DE DRENAGEM e a IMPORTANCIA DO MATERIAL FILTRANTE AGUA NÃO TURVA (O ideal neste tipo de solo é o envelopamento da brita e não só o encamisamento do tubo dreno)

30 PARÂMETROS DE DIMENSIONAMENTO DE TUBOS DRENO 1) CAPACIDADE DE CAPTAÇÃO UNITÁRIA OU VAZÃO DE INFLUXO (l/s.m) 2) CAPACIDADE DE CONDUÇÃO LONGITUDINAL OU VAZÃO DE ESCOAMENTO (l/s)

31 DIMENSIONAMENTO DE TUBOS DRENO PEAD Tubo Dreno KANANET

32 IMPORTANCIA DO PARÂMETRO VAZÃO DE INFLUXO DE UM TUBO DRENO PERFURADO OU POROSO: TEMPO DE RESPOSTA área aberta

33 VAZÃO DE INFLUXO: TUBOS DRENO PEAD x CONCRETO POROSO VAZÃO DE INFLUXO TUBOS DRENO PEAD x CONCRETO POROSO 18,000 16,000 14,000 15,850 14,270 VAZÃO DE INFLUXO (l/seg/m) 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 5,490 4,940 1,167 0,833 11,140 10,030 1,667 2,167 2,500 3,167 3,833 4,333 5,000 0, (4") 150 (6") 170 (6") 200 (8") 230 (8) 250 (10") 300 (12") 400 (15") 500 (19") 550 (21) 600 (24") DIAMETRO NOMINAL TUBO CONCRETO POROSO NORMA DNIT 015/2006 ES TUBO PEAD HELICOIDAL NORMA DNIT 093/2006 EM TUBO PEAD HELICOIDAL KANANET / KANAFLEX

34 VAZÃO DE INFLUXO x VAZÃO LONGITUDINAL TUBOS DE CAPTAÇÃO x TUBOS DE CONDUÇÃO DETALHE DRENAGEM DE PISTA AEROPORTO SANTOS DUMONT - RJ

35 AREIA FINA seção de 1 m 2 Vazão admissível: 0,0001 l/s AREIA GROSSA seção de 1 m 2 Vazão admissível: 0,0100 l/s PERMEABILIDADE E CONDUTIVIDADE HIDRAULICA GANHOS DE EFICIÊNCIA VARIAÇÃO DE CAPACIDADE DE CONDUÇÃO HIDRÁULICA OU VAZÃO ADMISSIVEL PARA DIFERENTES MATERIAIS OU TUBOS DRENO PEAD 100 X BRITA ZERO seção de 1 m 2 Vazão admissível: 0,5000 l/s 5000 X 1,46 l/s BRITA ZERO (PEDRISCO) TUBO DRENO KANANET Ø 80mm X 2,60 l/s TUBO DRENO KANANET Ø 100mm X 12,83 l/s TUBO DRENO KANANET Ø 170mm X 27,98 l/s X TUBO DRENO DRENAGEM KANANET DE Ø 230mm ALTA EFICIENCIA DRENO CEGO X DRENO TUBULAR

36 DRENO CEGO CAPACIDADE DE CONDUÇÃO LONGITUDIAL COM BRITA1:1,125l/s (permeabilidade 1,5l/s/m2) DRENO TUBULAR CAPACIDADE DE CONDUÇÃO LONGITUDIAL COM TUBO KANANET 4 EM BRITA1: 0, ,600 = 3,275l/s 150 MATERIAL DRENANTE: BRITA MATERIAL FILTRANTE: MANTA GEOTEXTIL NÃO TECIDO 50 30

37 DRENO TUBULAR X DRENO CEGO VANTAGENS TECNICO-ECONÔMICAS

38 DRENO CEGO 0,60 x 0,20m DRENO TUBULAR 0,60 x 0,20m com tubo dreno PEAD MATERIAL FILTRANTE: MANTA GEOTEXTIL NÃO TECIDO 60 MATERIAL DRENANTE: BRITA MATERIAL FILTRANTE: MANTA GEOTEXTIL NÃO TECIDO 20

39 Para secão transversal 0,60 x 0,20m a capacidade de condução longitudinal do dispositivo drenante cego é muito baixa: risco de subpressão na pista da rodovia

40 APRESENTAÇÃO DE CASOS: RODOVIA SP123 CAMPOS DO JORDÃO / SP BOMBEAMENTO OU PUMPING EM PAVIMENTO ASFALTICO, SEM DRENAGEM OU COM DRENAGEM DEFICIENTE

41 APRESENTAÇÃO DE CASOS: RODOVIA SP123 CAMPOS DO JORDÃO / SP SP DRENO INOPERANTE APARECIMENTO DE PANELAS E RISCOS DE AQUAPLANAGEM DEVIDO A AGUA AFLORANTE DRENO LONGITUDINAL PROFUNDO SEM TUBO DRENO NA SP-123 LENÇOL FREÁTICO AFLORANTE SP DRENO INOPERANTE ESCAVAÇÃO NO DESEMBOQUE

42 APRESENTAÇÃO DE CASOS: RODOVIA SP123 CAMPOS DO JORDÃO / SP SP DRENO INOPERANTE RECONSTRUÇÃO DA DRENAGEM COM USO DE TUBO DRENO KANANET

43 APRESENTAÇÃO DE CASOS: RODOVIA SP123 CAMPOS DO JORDÃO / SP SP DIA ANTERIOR SP 123 -DRENO RECONSTRUIDO SITUAÇÃO UM DIA APÓS ATUAÇÃO DO NOVO DRENO

44 INSTALAÇÃO COM VALETADEIRAS MECANICAS: TRINCHEIRAS ESTREITAS - ALTA PRODUTIVIDADE NA INSTALAÇÃO DISPENSA NECESSIDADE ENTRAR NA VALA PARA CONEXÕES

45 DRENAGEM DE PAVIMENTO

46 CANAL REVESTIDO EM CONCRETO, SEM DRENAGEM

47 RESISTENCIA A CARGAS: COMPRESSÃO DIAMETRAL Premissa de Projetos: Deformação máxima admissível de 5% em relação ao diâmetro, após instalado. ALTURA DE REATERRO F LARGURA MATERIAL DE REATERRO MATERIAL DE REATERRO MATERIAL FILTRANTE MATERIAL ENVOLTÓRIO TUBO DRENO PEAD CORRUGADO ESPIRALADO Referencia: Aeroportos, onde o trafego de aeronaves sobre o pavimento representa cargas da ordem de 40 toneladas por roda. Cálculos de resistência à compressão diametral levam em consideração: material envoltório dos tubos e respectiva densidade; tipo de re-aterro e respectiva densidade; largura da vala altura de re-aterro sobre os tubos dreno; carga de superficie atuante.

48 DRENO CEGO x DRENO TUBULAR DIFERENÇA DE EFICIENCIA

49 ENTENDENDO A CORRUGAÇÃO

50 CONDIÇÕES CRITICAS DE SOLO /MEIO DE INSTALAÇAO VIBRAÇÕES, ESFORÇOS ELEVADOS, CARGAS PONTUAIS SE DESLOCANDO, COMPACTAÇÃO E ACOMODAÇÃO PERMANENTE DO TERRENO

51 DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DE TUBOS CORRUGADOS PRINCIPIO BÁSICO: AUMENTO DA SUPERFÍCIE EXTERNA DO TUBO PARA MAIOR DISTRIBUIÇÃO DE ESFORÇOS, POR UNIDADE DE COMPRIMENTO PRESSÃO = FORÇA / SUPERFÍCIE

52 FLEXIBILIDADE E GANHOS DE PRODUTIVIDADE NA INSTALAÇAO TUBO DRENO KANANET: ROLOS DE 50m Tubo Dreno - PEAD BARRAS DE 6 METROS

53 FACILIDADE DE CONEXÃO Tubo Dreno - PEAD CONEXÃO KANANET: ESPIRALADA ROSQUEAVEL IMPORTANTE: NENHUM ACESSÓRIO PONTA-BOLSA, TODOS ROSQUEÁVEIS

54 CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS IMPORTANTES PARA UM TUBO DRENO DE USO RODOVIÁRIO RESISTÊNCIA AO IMPACTO CLASSE DE RIGIDEZ / RESISTENCIA À COMPRESSÃO DIAMETRAL MATÉRIA PRIMA PEAD VIRGEM: VIDA UTIL >25 ANOS E NÃO COMATAÇÃO VAZÃO DE INFLUXO PARA OBRA DE GEOTECNIA E NÃO OBRA AGRÍCOLA Exigência item Norma DNIT 093/2006 EM

55 IMPORTANCIA DA CORRETA ESPECIFICAÇÃO DOS TUBOS DRENO TUBOS DRENO ÁREA DE FUROS MÍNIMA EXIGIDA POR NORMAS APLICAÇÃO AGRICULTURA x RODOVIAS / INFRAESTRUTURA ÁREA ABERTA DN 80 DN 100 DN 170 DIAMETRO NOMINAL (mm) DN 230 DRENO AGRICOLA - NBR DRENO PEAD - DNIT 093/2006 EM DRENO PEAD KANANET

56 NORMA TECNICA DNIT MATERIAL: TUBO DRENO PEAD

57 MATERIAL DE TUBOS DRENO E A PREOCUPAÇÃO AMBIENTAL Sob o ponto de vista ambiental, o PEAD é um termoplástico extremamente versátil, podendo diferenciar as suas características sem o uso de plastificantes ou outros aditivos, como em outros polímeros. Por esse motivo o KANANET é um tubo dreno sem impacto ambiental durante a sua produção, uso e descarte. Tubo Dreno - PEAD

58 Dúvidas? Idéias? Comentários? The end! Luciano Schmitt, Engº - (41) Osvaldo Barbosa, Engº -(21)