CRITÉRIOS TÉCNICOS PARA SELEÇÃO DE TUBOS DE CONCRETO PARA REDES COLETORAS DE ESGOTO E DE DRENAGEM URBANA.

Transcrição

1 DOUGLAS BARRETO CRITÉRIOS TÉCNICOS PARA SELEÇÃO DE TUBOS DE CONCRETO PARA REDES COLETORAS DE ESGOTO E DE DRENAGEM URBANA. Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental. SÃO PAULO 2003

2 DOUGLAS BARRETO CRITÉRIOS TÉCNICOS PARA SELEÇÃO DE TUBOS DE CONCRETO PARA REDES COLETORAS DE ESGOTO E DE DRENAGEM URBANA. Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental. Orientador: Prof. Dr. Antônio Rubens Portugal Mazzilli SÃO PAULO 2003

3 AGRADECIMENTOS Uma série de agradecimentos se faz necessária, pois muitos foram aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para o desenvolvimento deste trabalho de conclusão de curso. Inicio meus agradecimentos a todos os colegas de classe e em particular ao Walter Rigolino, ao Luiz Augusto e ao Valdir Felipe que compartilharam a mesma jornada sempre um amparando ao outro nos diversos momentos de dificuldades que vivenciamos. À coordenação e ao corpo docente da UAM que proporcionaram o apoio e o embasamento do conhecimento necessário e suficiente para poder desenvolver o assunto nos seus mais amplos aspectos. Ao Prof. Dr. Rodolfo, que com sua sistemática de cobrança e de orientação nos conduziu num ritmo firme e adequado, sendo em diversas oportunidades um crítico tolerante e compreensivo, tornando-se nosso verdadeiro apoio para alcançarmos os objetivos propostos. Gostaria de externar um agradecimento especial ao meu orientador, o Prof. Dr. Mazzili, pois foi uma honra ter sido orientado por ele, que com seu conhecimento acumulado ao longo dos anos de cátedra pode conduzir o trabalho por um caminho tranqüilo sem sobressaltos. Por fim, não poderia deixar de agradecer à milha família que soube compreender este momento especial da conquista de mais uma etapa em minha formação acadêmica.

4 SUMÁRIO RESUMO...IV ABSTRACT...V LISTA DE FIGURAS...VI LISTA DE FOTOGRAFIAS...VII LISTA DE TABELAS...IX 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivo Específico METODOLOGIA DO TRABALHO JUSTIFICATIVA TUBOS DE CONCRETO Histórico Principais Aplicações Normalização aplicável Normalização aplicável até maio de Normalização aplicável a partir de maio de Ensaios aplicáveis para o recebimento de tubos i

5 5.4 Processos de Fabricação Estocagem Transporte Selo da qualidade para tubos de concreto PROJETO DE REDES COM TUBOS DE CONCRETO Projeto hidráulico dos tubos de concreto Projeto estrutural dos tubos de concreto Instalação em obra Instalação em valas Acoplamento Reaterro da vala Pipejacking CRITÉRIOS DE SELEÇÃO DOS TUBOS DE CONCRETO Dimensionamento Hidráulico Perfil do subsolo Modo de assentamento Cargas atuantes Fator de equivalência de Marston Carga total atuante no tubo Definição da classe do tubo ESTUDO DE CASO Dimensionamento Hidráulico Perfil do subsolo ii

6 8.3 Modo de assentamento Cargas atuantes Fator de equivalência de Marston Carga total atuante no tubo Definição da classe do tubo CONCLUSÕES...98 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO 1 TABELAS PARA DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DOS TUBOS iii

7 RESUMO Este trabalho tem por objetivo apresentar uma contribuição prática sobre a utilização de tubos de concreto na construção civil. Este tipo de tubulação é empregado em larga escala nas diversas intervenções da engenharia civil no meio ambiente, especialmente para a condução adequada de águas residuárias ou de chuva. A literatura referencia o emprego de tubulações de coleta de esgoto desde 3750 AC, tendo-se como referencia aquelas que conduziam o esgoto de Roma para a Cloaca Máxima, construída aproximadamente no ano 800. A bibliografia permite identificar pelo menos três principais áreas de expansão que fizeram com que a indústria de tubos de concreto viesse a surgir e que foram: abastecimento de água; coleta e tratamento dos esgotos; e finalmente irrigação e drenagem. A metodologia adotada para o desenvolvimento do presente trabalho consiste da realização de uma pesquisa bibliográfica nos acervos técnicos das entidades relacionadas à fabricação de tubos de concreto, bem como nos acervos de instituições que promovem a pesquisa e o desenvolvimento tecnológico dos tubos de concreto. Os principais critérios de dimensionamento, tanto no campo da condução de águas residuárias como na drenagem urbana, são analisados e enfocados como elemento constituinte do processo de seleção, bem como as características estruturais e suas interações geo-mecânicas. Como resultado da metodologia puderam ser levantados e compilados os requisitos técnicos aplicáveis à seleção adequada dos tubos em função de sua utilização em projetos de esgotamento sanitário e de drenagem urbana. Estes requisitos foram aplicados em um estudo de caso de uma rede de drenagem urbana, onde se pode avaliar a importância da seleção adequada e tubos de concreto por meio da definição das classes de resistência dos tubos em função das características de implantação da rede de drenagem. iv

8 ABSTRACT This report has the objective of presenting a practical contribution about the use of concrete pipes in the civil construction field. This type of pipe has been used in a wide scale by the civil engineering in the environment, especially for conducting rain water or residuary water. The literature refers the use of sewer pipes since 3750 AC, having itself as most famous reference the Maximum Cloaca, built in Rome approximately in year 800. The bibliography allows to identify at least three main areas of expansion that the industry of concrete pipes became to increase, which are: water supply; sewers, and finally irrigation and drainage. The methodology adopted for the development of the present work was the accomplishment of a bibliographical research in the files of the entities related to the manufacture of concrete pipes, as well as in the files of institutions that promote the research and the technological development of the concrete pipes. The main criteria of sizing pipes in the field of the residuary water conduction as well as urban draining are analyzed and focused as the element of the selection process, as well as the structural characteristics and its geo-mechanical interactions. The result of the methodology was a list of compiled and technical applicable requirements for adequate selection of the pipes considering its use in projects of sewer and urban drainage. These requirements were applied in a study of case of urban drainage network, where could be evaluated the importance of the adequate selection of concrete pipes by means of the definition of the resistance class of the pipes in function of the characteristics of the drainage network design. v

9 LISTA DE FIGURAS Figura 5.1: Situação das cidades no século XIX (Fonte:Chama,2002)...8 Figura 5.2: Equipamentos recomendados para movimentação de tubos de concreto (Fonte:ABTC,2002)...41 Figura 6.1: Gráfico da participação percentual dos custos envolvidos em uma obra de rede coletora de esgoto...47 Figura 6.2: Gráfico da variação da declividade em função do coeficiente de Manning Figura 6.3: Condições tipicamente aplicadas para as canalizações enterradas (Fonte ABTC, 2002) Figura 6.4:Situação de instalação de tubos de concreto(fonte ABTC, 2002)...68 Figura 6.5:Inspeção das condições do tubo de concreto(fonte ABTC, 2002)...71 Figura 6.6:Acoplamento de tubos de concreto(fonte ABTC, 2002)...72 Figura 6.7:Reaterro de tubos de concreto(fonte ABTC, 2002)...74 Figura 6.8:Situação pós-compactação de tubos de concreto(fonte ABTC, 2002)...75 Figura 8.1: Planta de implantação do empreendimento...85 Figura 8.2: Desenvolvimento das galerias das ruas A e B até a Escada Figura 8.3: Desenvolvimento das galerias das ruas C e D até a Escada vi

10 LISTA DE FOTOGRAFIAS Foto 5.1: Cloaca Máxima em Roma (Fonte:ABTC,2002)...7 Foto 5.2: Vista do canteiro de fabricação de tubos do Emissário Submarino, no Aterro do Flamengo (Fonte: Emílio Ibrahim,2003) Foto 5.3: A foto reproduz a saída do canteiro de fabricação, no Aterro do Flamengo, de um tubo de concreto protendido, de 50 m, por meio de balsas, para ser implantado no Emissário Submarino de Ipanema (Fonte: Emílio Ibrahim,2003)...14 Foto 5.4: Plataforma destinada aos trabalhos de assentamento dos tubos do Emissário Submarino de Ipanema, vindo do exterior especialmente para a execução do emissário(fonte: Emílio Ibrahim,2003) Foto 5.5: Tubo de concreto na prensa hidráulica para a realização do ensaio de compressão diametral (Fonte: ABTC, 2002)...31 Foto 5.6: Verificação da ocorrência de trincas no tubo durante o ensaio de compressão diametral (Fonte: ABTC, 2002) Foto 5.7: Tubos de concreto acoplados para a realização do ensaio de permeabilidade e estanqueidade (Fonte: ABTC, 2002) Foto 5.8: Lançamento da forma na máquina de vibro-prensagem (Fonte: ABTC, 2002)...33 Foto 5.9: Lançamento do concreto na forma (Fonte: ABTC, 2002 e Chama,2002)...33 Foto 5.10: Retirada do tubo da máquina de vibro-prensagem (Fonte: ABTC, 2002 e Chama, 2002)...34 Foto 5.11: Vista geral da máquina para fabricação de tubos por compressão radial (Fonte: ABTC, 2002)...34 Foto 5.12: Processo de rotação do concreto na máquina de fabricação de tubos por compressão radial (Fonte: ABTC, 2002) Foto 5.13: Tubos e aduelas fabricados por moldagem in loco (Fonte: Besser, 2003)...36 Foto 5.14: Tubos estocados na fábrica pós processo de moldagem (Fonte: ABTC, 2002)...37 vii

11 Foto 5.15: Tubos estocados de pé no pátio da fábrica (Fonte: ABTC, 2002) Foto 5.16: Tubos estocados deitados no pátio da fábrica (Fonte: ABTC, 2002)...38 Foto 5.17: Tubos estocados deitados no pátio da obra (Fonte: ABTC, 2002) Foto 5.18: Tubos estocados de pé no pátio da obra (Fonte: ABTC, 2002). 39 Foto 5.19: Tubos transportados de pé no caminhão (Fonte: ABTC, 2002). 41 Foto 5.20: Tubos transportados deitados no caminhão (Fonte: ABTC, 2002) Foto 6.1:Base de apoio granular(fonte Debs, 2003)...69 Foto 6.2: Base de apoio granular (Fonte Debs, 2003)...69 Foto 6.3:Base de apoio em concreto(fonte ABTC, 2002)...69 Foto 6.4:Base de apoio em concreto(fonte ABTC, 2002)...70 Foto 6.5: Base de apoio em concreto(fonte ABTC, 2002)...70 Foto 6.6: Montagem dos anéis de borracha no tubo de concreto(fonte ABTC, 2002)...71 Foto 6.7:Acoplamento de tubos de concreto(fonte ABTC, 2002)...72 Foto 6.8:Acoplamento de tubos de concreto(fonte ABTC, 2002)...73 Foto 6.9:Equipamento de pipejacking (Fonte SAMEC, 2003)...75 Foto 6.10:Vagoneta para retirada do material do tunel (Fonte SAMEC, 2003)...76 Foto 6.11: Cravação do tubo no tunel (Fonte SAMEC, 2003)...76 viii

12 LISTA DE TABELAS Tabela 6.1: Participação percentual dos custos envolvidos em uma obra de rede coletora de esgoto (Tsutya,2000.p.66) 46 Tabela 6.2: Coeficientes de run off C CETESB,1986 (p.140,141) 51 Tabela 6.3: Relação entre o coeficiente de Manning e a declividade mínima (Tsutya,2000 p.93). 55 Tabela 6.4: Valores de Rsd em função do tipo de solo ABTC, Tabela 6.5: Coeficiente de Marston ABTC, Tabela 6.6: Cargas rodoviárias para um trem tipo 45 ton. (Fonte ABTC,2002) (*). 62 Tabela 6.7: Fatores de equivalência de Marston (Fonte: ABTC,2002 e 2003). 64 Tabela 6.8: Taxas de projeção p (Fonte: ABTC,2002 e 2003). 65 Tabela 7.1: Tipos de base e fatores de equivalência de Marston 80 Tabela 7.2: Cargas de compressão diametral para tubos de concreto simples ( Fonte NBR 8890/20003). 82 Tabela 7.3: Cargas de compressão diametral para tubos de concreto armado ( Fonte NBR 8890/20003). 83 Tabela 8.1: Resultados do dimensionamento das vazões contribuintes. 86 Tabela 8.2: Verificação da necessidade de execução de galerias de águas pluviais. 87 Tabela 8.3: Cálculo das galerias de águas pluviais (BL,PV e Escada) das ruas A e B. 90 Tabela 8.4: Cálculo das galerias de águas pluviais (BL,PV e Escada) das ruas C e D. 91 Tabela 8.5: Cálculo das cargas de terra e móveis atuantes sobre os tubos. 93 Tabela 8.6: Carga total atuante sobre os tubos de concreto. 94 Tabela 8.7: Seleção dos tubos de concreto a serem utilizados na rede de drenagem. 95 Tabela 8.8: Quantidades de tubos, em metros, a serem empregadas na rede de drenagem. 96 ix

13 1 INTRODUÇÃO Este trabalho de conclusão de curso de engenharia civil se dedica ao estudo dos tubos de concreto, pois são componentes empregados em larga escala nas diversas intervenções da engenharia civil no meio ambiente para a condução adequada de águas residuárias ou de chuva. As intervenções aplicadas ao saneamento do meio ambiente estão circunscritas à utilização dos tubos na condução dos esgotos domésticos das áreas urbanizadas das cidades brasileiras. Estas localidades ainda carecem de serviços de saneamento, visto que apenas de 50% dos esgotos domésticos são coletados na maioria das cidades brasileiras. A implantação de sistemas de coleta de esgoto e de drenagem e suas respectivas redes coletoras fazem com que seja necessária a utilização de tubos de concreto, principalmente nos coletores troncos e emissários como forma de preservar o meio ambiente garantindo um saneamento adequado às cidades e a população. Ao se expandir o tecido urbano nestas regiões, há a necessidade de se conduzir adequadamente as águas das chuvas. Por isso é importante a implantação de redes de drenagem urbana como meio de preservar o caminho das águas de uma maneira que provoque o menor impacto ambiental e, também, sem expor as populações às mazelas das enchentes. Os problemas urbanos relacionados às enchentes provocam muitos prejuízos, principalmente quando os equipamentos de drenagem se mostram insuficientes ou quando apresentam falhas em seu funcionamento devido, por exemplo, à ruptura das tubulações da rede ou mesmo por insuficiência na capacidade de escoamento. 1

14 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral O objetivo geral deste trabalho de conclusão de curso é a realização de uma revisão bibliográfica sobre tubos de concreto de forma abrangente. Como indexação desta revisão elegeram-se os aspectos relevantes acerca da técnica envolvida nas fases de fabricação, projeto e aplicação. Para a fase de fabricação levantaram-se os aspectos que garantam um tubo de boa qualidade. Na fase de projeto hidráulico e estrutural os aspectos que se relacionem com a definição de diâmetros adequados de condução de esgoto e tubos estruturalmente capazes de resistir aos esforços inerentes conforme a situação de instalação. Para a de aplicação de tubos de concreto, os aspectos referentes às redes coletoras de esgoto e de drenagem urbana. 2.2 Objetivo Específico Como objetivo específico, este trabalho, se dedica à realização do estudo na literatura disponível, abrangendo fontes acadêmicas e técnicas de maneira que possam identificar os critérios que influenciam na a seleção dos tubos de concreto no projeto de redes de coleta de esgoto e drenagem de águas pluviais. Estende-se que estes critérios devem balizar o projeto de forma que haja uma completa aderência entre as especificações necessárias dos tubos e as das redes de tubulações de forma que o desempenho das redes se mantenha adequado por um longo tempo sem que apresentem falhas precoces devido à má seleção dos tubos de concreto. 2

15 3 METODOLOGIA DO TRABALHO A metodologia adotada para o desenvolvimento do presente trabalho consiste da realização de uma pesquisa bibliográfica nos acervos técnicos das entidades relacionadas à fabricação de tubos de concreto, bem como nos acervos de instituições que promovem a pesquisa e o desenvolvimento tecnológico dos tubos de concreto. Como fontes de pesquisas citam-se os livros técnicos especializados; anais dos congressos do IBRACON 1 ; as normas técnicas da ABNT 2 ; dissertações e teses acadêmicas; e os sites da Internet que mantêm páginas específicas sobre o assunto. Da bibliografia selecionada se procede a uma análise crítica da documentação de maneira a apresentar os parâmetros de interesse relacionados com a aplicação dos tubos de concreto. Também se destacam os detalhes que permitam um maior esclarecimento sobre as técnicas de projeto e execução. Como resultado da aplicação da metodologia são levantados e compilados os requisitos técnicos aplicáveis à seleção adequada dos tubos, em função de sua utilização em projetos de esgotamento sanitário e de drenagem urbana. Um estudo de caso é utilizado para aplicar os requisitos técnicos compilados e serve como base para a avaliação crítica do trabalho realizado. 1 IBRACON: Instituto Brasileiro do Concreto. 2 ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas. 3

16 4 JUSTIFICATIVA A correta aplicação dos tubos de concreto propicia as situações adequadas para os sistemas de drenagem urbana e condução de esgoto sanitário garantindo que haja o afastamento rápido e seguro dos efluentes no meio urbano. Desta forma o trabalho desenvolvido justifica-se pela necessidade de se levantar os critérios técnicos para seleção de tubos de concreto para redes de esgoto e drenagem urbana, uma vez que os tubos são largamente utilizados em obras de saneamento ambiental e toda e qualquer falha na especificação destes pode acarretar sérios danos ao meio ambiente. Portanto, o conhecimento e o entendimento dos critérios técnicos e a sua compilação torna-se um instrumento para auxiliar o profissional de engenharia na seleção adequada dos tubos de concreto, em função de sua aplicação, evitando acidentes que possam afetar o desempenho do sistema e comprometer negativamente o meio urbano e, conseqüentemente o meio ambiente. 4

17 5 TUBOS DE CONCRETO Este capítulo e o próximo constituem-se da revisão bibliográfica na literatura encontrada sobre o assunto. A essência desta revisão foi o levantamento dos diversos aspectos relevantes sobre os tubos de concreto e sua organização para que sirvam de base para consulta dos técnicos que venham a trabalhar em projetos de rede coletora de esgoto e drenagem urbana. Na própria literatura consultada foi constatada a carência de publicações sobre o assunto 3. Desta forma o critério para selecionar as referências se limitou, basicamente, à própria disponibilidade destas referências nos locais onde se realizou a pesquisa bibliográfica. Assim, neste trabalho, foi realizada uma pesquisa bibliográfica nos acervos técnicos das entidades a seguir relacionadas e que, de uma certa maneira se relacionam com os diversos aspectos relativos aos tubos de concreto. ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland; ABTC Associação Brasileira de Tubos de Concreto; IBTS Instituto Brasileiro de Telas Soldadas; IBRACON Instituto Brasileiro do Concreto; IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas; EPUSP Escola Politécnica da Usp; Catálogos de fabricantes de tubos 4. Na revisão bibliográfica efetuada verificou-se que um mesmo assunto está presente em mais de uma referência. Assim, neste e no próximo capítulo 3 Zaidler,1983 e Chama, Informações contidas em diversos sites em pesquisa via Internet 5

18 procurou-se identificar a fonte que continha a informação mais recente para a devida citação no texto. 5.1 Histórico Em Chama, 2002; ABTC, 2002; e Engetubos, , verificou-se a existência de um levantamento histórico sobre a utilização dos tubos de concreto na coleta de esgoto e drenagem das cidades. Estas referências abordam o histórico dos tubos de concreto, iniciando-se com os relatos datados de 3750 AC até os dias de hoje. Assim, a seguir, apresenta-se um resumo cronológico deste histórico com base na bibliografia já citada, bem como se incluem mais informações advindas de outras fontes citadas ao longo do texto. As explorações arqueológicas realizadas em algumas construções da Antiguidade permitiram a identificação de várias obras relacionadas com a coleta de esgoto ou drenagem. Dentre algumas se pode citar: Canalização de esgotos e drenagem construída em forma de arco aproximadamente no ano 3750 AC, em Nippur, Índia; Canalização de esgotos e drenagem construída aproximadamente no ano 2600 AC, em Tell Asmar, próximo a Bagdá, no Iraque; e A mais famosa das construções antigas, denominada de Cloaca Máxima, foi construída em Roma aproximadamente no ano 800 AC, em serviço até o inicio do século passado (ver foto 5.1). 5 Informações contidas no site da empresa no dia da consulta (ver Referências Bibliográficas) 6

19 Foto 5.1: Cloaca Máxima em Roma (Fonte:ABTC,2002) Até 1800 as cidades ainda conservavam uma escala urbana de baixa densidade de edificações. Mas já existiam cidades que apresentavam grandes concentrações, como Londres, Paris, Nova York, cujos despejos de esgotos eram lançados nas calçadas e conduzidos para as galerias através das águas da chuva (Chama, 2002). Embora já existissem obras de galerias de drenagem de água, essas canalizações não foram construídas para receber diretamente os esgotos domésticos e águas servidas. Assim, os despejos eram depositados nas ruas, ficando acumulados nas calçadas até que fossem conduzidos para as canalizações através da água das chuvas. O resultado dessa situação é que após as chuvas, as ruas se tornavam verdadeiros pântanos, compostos por esgoto e lixo, comprometendo a saúde pública. A figura 5.1, a seguir, ilustra a situação vivida nas cidades naquele século. 7

20 Figura 5.1: Situação das cidades no século XIX (Fonte:Chama,2002) No século XIX foi verificado um período de consolidação política e de expansão industrial acelerada na Europa, provocando o crescimento das cidades e a ocupação de novas áreas. Do ponto de vista sanitário, os métodos de coleta e transporte de esgoto nas cidades permaneceram inalterados até 1840, quando a preocupação com a saúde pública, devido às grandes epidemias ocorridas naquele século, motivou várias pesquisas e mesmo investimentos no saneamento das cidades. Dada esta situação, podem-se identificar pelo menos três principais áreas de expansão que fizeram com que a indústria de tubos de concreto viesse a surgir: Abastecimento de água potável Coleta de esgoto, por exigência de saúde pública; Irrigação e drenagem. 8

21 Assim, pode-se citar que na Europa foi construído o primeiro coletor de esgotos em 1840, em Hamburgo, Alemanha. A casas eram conectadas ao coletor e o sistema adotado era o separador, ou seja, o esgoto era conduzido, por meio de tubos de concreto, separadamente da água das chuvas (Chama, 2002). Nos Estados da América os primeiros coletores foram construídos nas pequenas cidades, com fundos locais. Os detalhes dessas obras são desconhecidos (ABTC,2002). As primeiras obras com informações conhecidas em grandes cidades norteamericanas foram: Coletor de esgoto construído em 1842 em Mohawk, New York; Primeiro Interceptor construído em 1876 em Boston, Massachusetts; Primeira galeria de águas pluviais Construída em ferrovia próxima a Salem, Illinois em Esteve em serviço por mais de um século; Drenagens em fazendas e irrigação de terras Constituída por tubos de pequenos diâmetros. Segundo consta em ABTC,2002, os primeiros tubos foram desenvolvidos na Holanda na década de 1830 e introduzidos nos EUA na década de Podem-se associar alguns fatos marcantes que motivaram a aceleração nas construções de redes de esgoto em algumas cidades dos Estados Unidos e Europa: Estados Unidos: Epidemia de Febre Amarela Iniciou em 1873 em Memphis, Tennessee; Incentivou a construção de sistemas de esgotos até 1880 nas 20 maiores cidades americanas. 9

22 Europa: Cólera Asiática Epidemia se iniciou na Inglaterra em 1854 e posteriormente assolou Paris; Acelerou as construções de redes de esgotos na segunda parte do século XIX. Devido às construções de redes de esgoto e drenagem nas cidades, o período entre 1880 a 1930 pode ser considerado como o de crescimento e desenvolvimento de mercado e de tecnologia para os tubos de concreto. Neste período aconteceram grandes avanços, com a modernização dos projetos e técnicas de construções de redes de esgotos e galerias de águas pluviais, bem como no projeto e produção de tubos de concreto pela indústria, incluindo o desenvolvimento de teorias hidráulicas e conceitos sobre cargas atuantes nos tubos, normas para materiais e testes. Dentre os vários avanços notados podemos citar algumas das teorias hidráulicas e de projeto desenvolvidos entre (ABTC,2002): Osbourne e Reynolds 1883; Robert Maning 1890; Bazin 1897; Hazen and Willians 1902; Scoby 1920; Yornell, Nagher e Woodward 1926; Conceito original publicado por Marston e Anderson, em 1913; 1930 Marston se uniu a Spangler e Schlick e publicou o primeiro trabalho sobre cálculo de cargas em tubos The Teory of External Loads on Closed Conduits in the Light of the Latest experiments. 10

23 Também se pode destacar que neste período em relação à qualidade, os tubos de concreto receberam uma grande atenção nos últimos anos do século XIX, com a fundação, em 1898, da ASTM - American Society for Testing and Materials. Após a fundação da ASTM, foi criado o comitê C4, que foi o primeiro comitê a tratar sobre tubos em geral; e que foi o precursor do comitê C13, que trata atualmente sobre tubos de concreto. Devido à reconhecida necessidade de melhoria de qualidade e capacidade de produção da indústria, em 1907 foi formada nos EUA a ICTMA Interstate Cement Tile Manufactures Association, que em 1914 passou a ser denominada ACPA American Concrete Pipe Association (ACPA, 2003). O primeiro teste de compressão diametral em um tubo de concreto de diâmetro 700 mm por 1,50 m de comprimento, foi executado em setembro de 1924 na Companhia Americana de Produtos de Concreto, situada em Neville Island. A partir de 1930 pode-se caracterizar como o período de avanço e progresso na indústria de tubos de concreto, apresentando o crescimento da produção para atender à necessidade crescente de saneamento nas cidades no início do século XX. Nos anos seguintes à grande depressão e 2ª Guerra Mundial, a produção de tubos de concreto dobrou para 4 milhões de toneladas/ano até 1950, alcançando um nível de produção de mais de 10 milhões de toneladas/ano até 1970 (ACPA, 1980 apud Chama,2002, p.6-9). O conceito de inspeção e análise de desempenho de tubos de concreto foi introduzido no cenário industrial e teve início em 1929, abrangendo 43 cidades americanas e 191 sistemas de esgoto, avaliando-se um total de 24 milhões de tubos de concreto instalados desde

24 Estas inspeções indicaram o estado de conservação dos tubos de concreto instalados quando comparados aos tubos novos. Este fato, segundo a ABTC,2002, foi determinante para uma maior aceitação de tubos de concreto pelo mercado. A partir da década de 40, em termos gerais, houve um avanço tecnológico continuado na área de concreto e que se refletiu também nos tubos de concreto. Na década de 50 houve a introdução da junta com anéis de borracha em substituição às juntas executadas com argamassa. Já nos anos 60, ocorreu a introdução de novos equipamentos de manuseio e produção, melhorando a qualidade dos tubos. Também se pode ressaltar uma melhoria de qualidade na produção dos tubos, resultando em tubos mais duráveis, resistentes, uniformes, e com baixas tolerâncias nas dimensões, visando garantir o alinhamento no assentamento e juntas estanques (ABTC,2002). Ainda segundo a ABTC, 2002 a aceitação de tubos de concreto pelo mercado americano a partir de 1930 foi extremamente significativa, a ponto de serem produzidos mais de 20 milhões de toneladas de tubos até Considerando-se agora o cenário no Brasil, sabe-se que desde o tempo do Império a questão sanitária das cidades e principalmente, no Rio de Janeiro, então a capital do país, demandou ações que resultaram na implantação de sistemas de coleta de esgoto e drenagem. Deve-se destacar o trabalho inestimável do sanitarista Saturnino de Brito que elaborou e implantou diversos sistemas de coleta de esgoto e de drenagem em várias cidades brasileiras cujo caso mais conhecido é o sistema de canais da cidade de Santos implantado em Uma obra emblemática no Brasil, no final da década de 30,foi o sistema de abastecimento de água do Rio de Janeiro, com a execução da adutora do Ribeirão das Lages ( ), com aproximadamente 70 km de extensão. 12

25 O projeto surgiu da necessidade de um reforço no abastecimento de água para a cidade, que naquela época enfrentava períodos de estiagem com quedas da capacidade de abastecimento nos meses de seca. O aumento da capacidade de abastecimento da cidade foi da ordem de m 3 /dia. Esta obra encontra-se em uso até os dias atuais (ABTC,2002). Uma obra 6 mais recente também no Rio de Janeiro, foi a de esgotamento sanitário da zona sul da cidade que proporciona o destino final adequado aos esgotos de toda a região. Foi concluído em 1975, em um período executivo de 22 meses. O seu projeto atende não somente à contribuição atual de cerca de 8 m³/s, como também à descarga de saturação urbanística futura com a vazão de até 12 m³/s. Partindo de uma caixa de confluência na Praia de Ipanema, em frente à Rua Teixeira de Mello, o emissário submarino de Ipanema, foi construído com uma canalização de concreto protendido de 2,40 metros de diâmetro. Os esgotos são lançados ao mar, a metros, através de seus 178 difusores de 0,17 m de diâmetro, localizados nos últimos 400 metros da tubulação, a uma profundidade média de 28 metros. A sua extremidade é fechada por duas comportas de concreto armado e revestidas com teflon que são operadas por pórtico submarino, especialmente projetadas e construído para as suas necessidades de manutenção. A realização da obra exigiu a instalação de dois canteiros de serviços: o de Ipanema e outro de fabricação industrial de tubos no Aterro do Flamengo. As fotos 5.2 a 5.4 apresentam alguns detalhes da obra executada. 6 Emílio Ibrahim,2003 site pessoal na internet 13