INTRODUÇÃO AOS MÉTODOS NÃO DESTRUTIVOS

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1 INTRODUÇÃO AOS MÉTODOS NÃO DESTRUTIVOS Palestrante: Engº Sérgio Augusto Palazzo

2 ABRATT Associação Brasileira de Tecnologia Não Destrutiva - MND Associada a ISTT de Londres (International Society for Trenchless Technology) Convênio com Universidades: ASU Arizona State University, Lousiania University, USP - Universidade de São Paulo - São Carlos SP Apoio a defesa de teses de mestrado sobre as tecnologias Cursos de certificação de operários, rios, técnicos t e graduados Material didático e coletânea técnica t de trabalho acessível para download Congressos, Feiras e Seminários Viagens técnicast Visitas a obras no Brasil

3 DEFINIÇÃO DE MND Método Não Destrutivo Uma família de métodos, m materiais e equipamentos cuja utilização pode ser na construção de redes novas ou na recuperação de redes existentes no sub-solo solo (substituição ou reabilitação), com a menor ruptura possível da superfície, menor influência no sistema viário (tráfego), pouca ou nenhuma influência no entorno da obra (comércio e serviços) e outras atividades

4 Redes de cimento amianto (idade, saúde, descontinuidade de fabricação) Encrustação Corrosão PROBLEMAS NAS REDES DE ÁGUA Vazamentos (perdas > que 40%) Sub-dimensionamentos

5 PROBLEMAS NAS REDES DE ESGOTOS Quebra da tubulação Trincas Deterioração pela idade Intrusão de raízes Sub-Dimensionamentos Infiltrações diversas (I/I - Infiltration/Inflow)

6 Todos os equipamentos e processos de MND visam a redução de abertura de valas. Equipamentos para limpeza de redes Equipamentos para mapeamento de redes no sub-solo solo (Georadar, Radiodetection) Câmeras robotizadas de inspeção de tubulações (CFTV) Equipamentos para revestimento com cura no local (Linning) Equipamentos de arrebentamento de tubulações (Pipebursting) Perfuratrizes direcionais (HDD) Máquinas de Micro-Túneis Etc.

7 TIPOS DE MATERIAL AÇO FLEX-RING DIP PVC PEAD

8 Diretrizes dos Métodos M Não Destrutivos - MND Preliminarmente o sucesso dos Métodos Não Destrutivos depende de pesquisas precisas e investigações adequadas de campo. Pesquisas e investigações de campo: Inspeção por Circuito Fechado de Televisão (CFTV) Sonar Georadar Ground Penetrating Radar (GPR) Detecção Eletromagnética

9 Inspeção e Diagnóstico (Condição fundamental para MND) Inspeção e diagnóstico das condições da infra-estrutura para selecionar a melhor técnica t (MND) a ser aplicada. Nos EUA é recomendado que todas as redes de esgotos existentes sejam diagnosticadas por CFTV no máximo m a cada 5 (cinco) anos. Toda empresa que queira obter ISO (Meio ambiente) é obrigada a ter e conservar atualizado o diagnóstico de todas as suas redes

10 Os Métodos M Não Destrutivos são divididos em 3 grandes categorias: 1 - Reabilitação e Recuperação A - Inserção de novo tubo (sliplining) B - Inserção de tubulação deformada (close-fit lining) C - Revestimento por aspersão (spray lining) D - Revestimento com cura no local (CIPP: cured-in-place pipe) E - Reparos pontuais e vedações localizadas 2 Substituição por Arrebentamento pelo mesmo caminhamento (pipebursting) 3 - Construção de redes novas A - Perfuração por Percursão e Cravação B - Perfuração Horizontal Direcional (HDD) C - Cravação de tubos e Micro-túneis

11 REABILITAÇÃO A - Revestimento por Inserção de Novo Tubo (sliplining) A disponibilidade de tubos de polímeros, particularmente de tubos de polietileno de alta densidade (PEAD), unidos por fusão aumentou a popularidade dessa técnica. A inserção consiste em puxar ou empurrar uma nova tubulação dentro da antiga tubulação, ou enrolar uma nova tubulação em espiral (spirally wound liners).

12 REABILITAÇÃO Aplicações: B - Revestimento por Inserção Apertada de Tubulação Deformada (close-fit lining) Revestimentos de redes de água, esgoto, efluentes industriais e gás g natural. Comprimentos até 900 m Diâmetros até 1500 mm (60 ) Tubo dobrado de PVC para revestimento de redes de esgoto, mostrando-se o ajuste após a Recuperação da forma original. O tubo dobrado de PVC é expandido usando-se uma ferramenta rombuda que se move pela tubulação

13 REABILITAÇÃO C - Revestimento por aspersão (spray lining) Revestimento com argamassa de cimento e areia Revestimento com argamassa de cimento acrílico Revestimento com Epóxi

14 REABILITAÇÃO D - Revestimento por Inserção com Cura in Loco - CIPP Revestimento com cura térmica, t por ultra-violeta, temperatura ambiente, etc...

15 REABILITAÇÃO E - Reparos pontuais e vedações localizadas (Sealing) Tecido Impregnado com resina Rede Existente Arranjo típico para instalação de um reparo de pequeno comprimento em torno de um assentador inflável Assentador Inflável

16 REABILITAÇÃO E - Reparos pontuais e vedações localizadas (Sealing) Unidade TV Unidade Robótica

17 REABILITAÇÃO E - Reparos pontuais e vedações localizadas (Sealing) Robô de corte e fresagem removendo uma conexão de ramal lateral saliente Junta mecânica de aço inoxidável e borracha para reparo interno de redes por gravidade, com vedadores adicionais de borracha hidrófila (amarelos)

18 SUBSTITUIÇÃO 2-Substituição por arrebentamento pelo mesmo caminhamento (Pipebursting) Definição ão: Substituição de redes antigas danificadas ou subdimensionadas por outra de diâmetro igual ou superior, usando a rede antiga como caminho. Diâmetros até 42 (1060mm) Aplicações: Substituição de redes sob pressão (Água,( gás, g etc..) Substituição de redes por gravidade (Esgotos, Águas Pluviais, Efluentes Industriais, etc.)

19 SUBSTITUIÇÃO Nas maiorias dos casos, aproveita-se a intervenção para aumentar o diâmetro da tubulação em 25%

20 SUBSTITUIÇÃO Substituição por arrebentamento de tubulação pelo mesmo caminhamento (Estático) tico)

21 SUBSTITUIÇÃO Substituição por arrebentamento de tubulação pelo mesmo caminhamento (Estático) tico) Poço de acesso Cabeça de arrebentamento Tubulação final Direção

22 SUBSTITUIÇÃO Substituição por arrebentamento de tubulações pelo mesmo caminhamento (Dinâmico)

23 SUBSTITUIÇÃO Substituição por arrebentamento de tubulações pelo mesmo caminhamento (Dinâmico) Equipamento de Tração Alargador Cabeça de Arrebentamento

24 SUBSTITUIÇÃO Exemplos do Arrebentamento: MANILHA AÇO FERRO FUNDIDO

25 SUBSTITUIÇÃO 650mm (26 ) 750mm (30 ) 350mm (14 )

26 CONSTRUÇÃO Perfuração por Percussão Perfuração por Percussão (Mole) - compactação do solo adjacente. Cravação de tubos (Pipe Ramming) Rosca sem fim (Remoção do solo)

27 CONSTRUÇÃO Perfuração por Percussão (Mole) -compactação do solo adjacente Aplicação Típica T em Instalações de Ramais Domiciliares Perfuratriz no Poço o de Entrada Poço o de Chegada

28 CONSTRUÇÃO Perfuração por Percussão - Cravação de tubos(pipe Ramming) Instalação de tubos de aço sob rodovias, ferrovias e outros obstáculos, utilizando-se um martelo percussivo a partir de um shaft de entrada

29 CONSTRUÇÃO Rosca sem fim (Boring Machine) Comprimentos até 150 m Diâmetros de 200 mm até 1500 mm (8 até 60 ) Aplicações: Travessias relativamente curtas.

30 CONSTRUÇÃO B - Perfuração Horizontal Direcional (HDD) Aplicações: Redes de Água e Esgoto Gasodutos e Oleodutos Energia Telecomunicações Instalações Industriais Remediação de solos contaminados Travessias Rodoviárias, Ferroviárias, rias, Rios, etc

31 CONSTRUÇÃO Processo de Perfuração Horizontal Direcional Poço de Saída Objetivo Furo Piloto Tubulação Final Alargador Alargador

32 CONSTRUÇÃO Micro-túneis Diâmetros a partir de 300mm

33 Introdução à Substituição de Redes por Arrebentamento da Tubulação - Pipe Bursting Palestrante: Engº Paulo Dequech

34 Estado da Infra-Estrutura Deterioração das Redes: Rede de água Incrustações Corrosões Vazamentos (Perdas de até 40%) Baixa Capacidade de Vazão Rede esgoto Tubos desalinhados Deterioração Intrusão de raízes Desabamentos e rupturas Vazamentos Redução de Vazão Infiltração de água Expansão das construções por aumento da demanda

35 Substituição de Redes por Arrebentamento da Tubulação - Pipebursting Definição: Substituições de redes antigas danificadas ou sub- dimensionadas por outra, de diâmetro igual ou superior, usando a rede antiga como caminho. Vantagens Elimina substancialmente a escavação Segue o trajeto da tubulação existente Permite aumentar o diâmetro da tubulação aumentando sua capacidade. Utiliza-se geralmente PEAD Menos distúrbios ao tráfego Melhor relação custo/benefício cio Menor tempo de construção

36 Material das Tubulações Originais Ferro fundido Cerâmico Concreto Armado Cimento Amianto Ferro dúctild Aço

37 Nas maiorias dos casos, aproveita-se a intervenção para aumentar o diâmetro da tubulação em 25%

38 Características Sistema Dinâmico Ferramenta de Fragmentação: Acoplada e tracionada junto com o equipamento Destrói i a tubulação existente por percussão, expandindo os fragmentos no solo ao redor Instala o mesmo Diâmetro ou superior Saídas em poços os de visita reduz escavações

39 Sistema Dinâmico Utiliza um martelo percussivo acoplado a ferramenta de quebra/corte O martelo se desloca ao longo da tubulação, tracionado por um guincho A ferramenta fragmenta a tubulação existente A tubulação nova é puxada acoplada à ferramenta

40 Sistema Dinâmico

41 Sistema Dinâmico PLAY

42 Tipos de Expansores: Sistema Dinâmico Expansor Dianteiro ( para pequenos diâmetros) Expansor Traseiro ( para grandes diâmetros)

43 Características Sistema Estático tico Ferramenta de Fragmentação (expansor) Quebra/Corta tubulação existente Tracionada por barras Fácil de operar Equipamento compacto

44 Sistema Estático tico Novos ramais instalados usando perfuração por percussão Tubulação Nova A unidade hidráulica puxa a haste, o alargador e a tubulação através s da linha existente Junta articulada

45 Procedimentos Sistema Estático tico Inserção das hastes de tração

46 Sistema Estático tico Puxada das hastes com a cabeça de arrebentamento/expansor e a tubulação nova Poço o de acesso Cabeça de arrebentamento Tubulação final Direção

47 Exemplos do Arrebentamento: MANILHA AÇO FERRO FUNDIDO

48 Exemplo de Obra em Área Residencial

49 Preparação da área São instaladas redes aéreas a provisórias rias para manter o abastecimento nas residências e comércios. O fluxo de água de algumas quadras é interrompido com instalação de CAP na rede.

50 Obras Realizadas - Sistema Dinâmico Chula Vista, Califórnia 2100 metros de rede de esgoto Substituição de tubo cerâmico de 375mm (15 )por PEAD de 600mm ( 24 ) Usado martelo pneumático de ø450mm c/ expansor traseiro de ø700mm

51 Obras Realizadas- Sistema Dinâmico Sabesp Granja Julieta Alto índice de rompimento da tubulação Problemas com água amarela, baixa pressão devido às s incrustações ões.

52 Obras Realizadas- Sistema Dinâmico CEDAE Rio de Janeiro Tubo de Ferro Fundido de 450mm para PEAD de 500mm Extensão: metros Linha de Recalque da E.E.E do Zumbi e E.E.E de Paranapuã Ilha do Governador R.J. Detalhe do Martelo com c Expansor e o Tubo Novo em PEAD By Pass Ø 315 mm

53 Obras Realizadas - Sistema Estático tico Cidade do MéxicoM Recuperação de rede principal de água (70 km) 75, 100 e 150 mm de cimento amianto por PEAD

54 Obras Realizadas Sistema Estático tico Altondorf, Suíç íça Substituição da rede principal de água (550m) 100 mm de ferro-dúctil por 125 mm de PEAD

55 Obras Realizadas - Sistema Estático tico Jaguariúna SP 53 km de substituição de rede de cimento amianto por PEAD

56 Ligações Domiciliares Abertura de pequenos acessos para passagem da perfuratriz pneumática (Mole)) e ligação dos colares de tomada Colar de tomada e ramais domiciliares em PEAD

57 Obras Realizadas- Sistema Estático tico Johanesburgo - África do Sul Substituição de rede de 150 mm a 300 mm por 250 a 400mm de PEAD

58 Obras Realizadas- Sistema Estático tico Sabesp - Cambuci São Paulo Reabilitação com Resina Epoxídica: m

59 PERFURAÇÃO DIRECIONAL - HDD Palestrante: Engº Flávio Miranda

60 Perfuração Direcional (HDD) Aplicações: Redes de Água e Esgoto Gasodutos e Oleodutos Energia Telecomunicações Instalações Industriais Remediação de solos contaminados Travessias Rodoviárias, Ferroviárias, rias, Rios, etc

61 Planejamento Pré-requisitos requisitos necessários: Topografia (Planialtimétrico) trico) Levantamento e mapeamento das interferências existentes (Aéreas, superficiais e subterrâneas) Programa de sondagens geotécnicas Avaliação do impacto no local da obra Elaboração do plano de furo

62 Três categorias: HDD Tipos de Equipamento Pequena Capacidade Capacidade de tração até 10 ton Adequado para instalação de cabos de utilidades ou tubos de pequeno diâmetro em áreas congestionadas ( mm) Média Capacidade Capacidade de tração entre 10 e 50 ton Adequado para tubulações entre 300 e 600 mm Com acessórios especiais permitem perfuração em rocha Grande Capacidade Capacidade de tração acima de 50 ton Utiliza equipamentos de suporte (Bombas de grande capacidade, recicladores de fluídos, guindaste, etc..) Significativos períodos de montagem e desmontagem Empregado em redes de grande diâmetro e na exploração industrial de reservas de gás g s (acima de 600 mm)

63 HDD Pequena Capacidade

64 HDD Média Capacidade

65 HDD Grande Capacidade

66 Fluídos de Perfuração Bentonita Polímeros Lubrificantes Afinantes/Solventes Adensantes

67 Funções do Fluído de Perfuração Auxiliar o trabalho de escavação com o jato Transportar material escavado Estabilizar a perfuração e prevenir desmoronamento Manter material perfurado em suspensão Diminuir atrito entre o tubo e a parede do furo Resfriar e limpar a cabeça a de perfuração

68 Sistema de Mistura do Fluído

69 HDD Procedimentos Estágio I Furo Piloto Poço de Saída Furo Piloto

70 Cabeça a de Perfuração

71 Ferramentas de Corte

72 Ferramentas de Corte Especiais

73 Brocas de Corte - Rochas

74 HDD Procedimentos Estágio II Alargamento Tubulação Final Alargador Alargador

75 Alargadores

76 Tipos de Alargadores

77 HDD - Alargadores

78 HDD Solda TérmicaT

79 HDD Solda TérmicaT

80 HDD - PEAD

81 Tubo de AçoA

82 LOCALIZADOR

83 Transmissor na Cabeça a de Perfuração

84 Localizador Profundidade Inclinação (%) Direção da perfuração (relógio) Temperatura da sonda

85 Conclusões HDD é um método m construtivo: Limpo Econômico Rápido Ambientalmente correto

86 Reabilitação e Recuperação de Redes Palestrante: Engº Sérgio Augusto Palazzo

87 Reabilitação e Recuperação de Redes MÉTODOS: SPRAY LINING - Revestimento CURED-IN-PLACE-LINING (CIPP) - Cura no Próprio Local CLOSE-FIT LINING Reabilitação com PVC Expandido SLIPLINING Inserção LOCALISED REPAIRS Reparos Localizados

88 Reabilitação com abertura de valas Excavator in Road Road Closed

89 SPRAY LINING - Revestimento Reabilitação de tubulacões com jatos de: Resina Epoxi Argamassa de Cimento e Areia Argamassa Acrílica Procedimentos: 1º) Limpeza 2º) Aplicação

90 1º) ) Limpeza Limpeza por Raspador Sob Pressão Pressure Scraping Limpeza por Raspador Metálico - Entrada Limpeza por Raspador Metálico - Saída

91 2º) ) Aplicação de Revestimento com Jato Spray Lining - Polymeric Epoxy Resin Lining Epoxy

92 CURED-IN IN-PLACE LINING (CIPP) Cura no Próprio Local Recuperação de redes subterrâneas complexas ou de difícil acesso Manta resistente a efluentes de qualquer natureza (ataques químicos, alta temperatura,etc...) Trechos contínuos sem emendas e juntas

93 PROCESSO DE INVERSÃO Cured in Place Pipe(CIPP)

94 MANTA JÁ IMPREGNADA

95 INÍCIO DA INVERSÃO

96 VISTA DA INVERSÃO DA MANTA

97 CLOSE-FIT LINING Reabilitação com PVC Expandido Spiral Lining Spiral Lining

98 CURED-IN IN-PLACE LINING (CIPP) Cura no Próprio Local CIPP CIPP

99 SLIPLINING - Inserção Pipe Splitting Continuous Sliplining

100 SLIPLINING - Inserção Slip Lining Slip Lining

101 SLIPLINING - Inserção Discrete Sliplining Threaded Connections Discrete Sliplining

102 LOCALISED REPAIRS Reparos Localizados Local Repair - Patch Localised Repair

103 OBRIGADO A TODOS!

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