UNIVERSIDADE VALE DO RIO DOCE FACULDADE DE ENGENHARIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Transcrição

1 UNIVERSIDADE VALE DO RIO DOCE FACULDADE DE ENGENHARIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Jander Aparecido Carpinete Lima Lucas de Souza Nascimento Mirian Carla Soares Bittencourt ESTUDO E COMPARATIVO ENTRE TUBOS CIRCULARES RÍGIDOS DE CONCRETO E TUBOS CIRCULARES FLEXÍVEIS DE PVC RIB LOC PARA ÁGUAS PLUVIAIS Governador Valadares 2010

2 Jander Aparecido Carpinete Lima Lucas de Souza Nascimento Mirian Carla Soares Bittencourt ESTUDO E COMPARATIVO ENTRE TUBOS CIRCULARES RÍGIDOS DE CONCRETO E TUBOS CIRCULARES FLEXÍVEIS DE PVC RIB LOC PARA ÁGUAS PLUVIAIS Trabalho de Conclusão de Curso para obtenção do título em Engenharia Civil, apresentado a Faculdade de Engenharia da Universidade Vale do Rio Doce. Orientadora: Soraya Couto Grossi Terra Governador Valadares 2010

3 Jander Aparecido Carpinete Lima Lucas de Souza Nascimento Mirian Carla Soares Bittencourt ESTUDO E COMPARATIVO ENTRE TUBOS CIRCULARES RÍGIDOS DE CONCRETO E TUBOS CIRCULARES FLEXÍVEIS DE PVC RIB LOC PARA ÁGUAS PLUVIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito para obtenção do título em Engenharia Civil pela Faculdade de Engenharia da Universidade Vale do Rio Doce. Governador Valadares, de de BANCA EXAMINADORA: Prof. Marle José Ferrari Júnior Universidade Vale do Rio Doce Prof. Wilber Feliciano C. Tapahuasco Universidade Vale do Rio Doce

4 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO CONSIDERAÇÕES INICIAIS JUSTIFICATIVA ESCOPO OBJETIVO REVISÃO BIBLIOGRÁFICA DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO Coeficiente de Manning TUBO DE CONCRETO Projeto Estrutural Fabricação Juntas Execução da rede TUBO DE PVC (RIB LOC) Projeto estrutural Deformação do Diâmetro Fabricação Juntas Execução na rede MATERIAL E MÉTODOS DIMENSIONAMENTO Dimensionamento da Sarjeta...36

5 4.1.2 Dimensionamento da Rede com Tubo de Concreto Dimensionamento da Rede com tubo de PVC Rib Loc CÁLCULO DE QUANTITATIVOS Quantitativos de Tubo de Concreto Escavação Execução de berço e contra berço de concreto Reaterro compactado de valas Quantitativos de tubo PVC Rib Loc Escavação Execução do berço e contra-berço de areia Reaterro Compactado de valas PLANILHAS DE ORÇAMENTO Rede de drenagem com a utilização de tubo de Concreto Rede de drenagem com a utilização de tubos de PVC Rib Loc COMPARATIVO DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO COMPORTAMENTO ESTRUTURAL FABRICAÇÃO JUNTAS FUNDAÇÃO E BERÇO DESCIDA DO TUBO NA VALA ORÇAMENTO CONCLUSÃO REFERÊNCIAS...62

6 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Instalação em vala...08 Figura 2 Instalação em aterro com projeção positiva...09 Figura 3 Instalação em aterro com projeção negativa...09 Figura 4 Conduto em Vala...10 Figura 5 Largura correspondente ao nível da geratriz superior do tubo...11 Figura 6 Largura correspondente ao plano horizontal Figura 7 Largura correspondente ao plano horizontal Figura 8 Tubos instalados em vala com largura variável Figura 9 Desenho esquemático das cargas móveis Figura 10 Colocação da armadura circular simples Figura 11 Moldagem do tubo Figura 12 Vista geral do local de moldagem Figura 13 Tubo de concreto moldado e vista da armadura de tela soldada utilizada Figura 14 Juntas de tubos de concreto Figura 15 Abertura da vala Figura 16 Assentamento dos tubos de concreto Figura 17 Aumento do diâmetro horizontal do tubo Figura 18 Arqueamento das tensões, mostrando a migração das cargas para o solo... 22

7 Figura 19 Desenho esquemático da carga vertical aplicada sobre um sistema composto por molas (analogia) Figura 20 Processo de fabricação do tubo PVC Rib Loc Figura 21 Desenho esquemático do Rib Loc Steel...27 Figura 22 Juntas do tubo de PVC Rib Loc...28 Figura 23 Opções de descida do tubo na vala...31 Figura 24 Opções de descida do tubo na vala...32 Figura 25 Compactação do material envolvente...33 Figura 26 Tubo envolvido com o material envoltório compactado...33 Figura 27 Reaterro da vala...34 Figura 28 Desenho esquemático do reaterro da vala...34 Figura 29 Carga sobre os tubos enterrados...57

8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Valores do coeficientes de Manning Tabela 2 Valores de E para cálculos Tabela 3 Critério de Deformação... 30

9 RESUMO Diversos foram os motivos que levaram a escolha do projeto de Estudo e Comparativo Entre Tubos Circulares Rígidos de Concreto e Tubos Circulares Flexíveis de PVC Rib Loc Para Águas Pluviais. Entre eles o fato de dar mais opções de materiais para o engenheiro nesse tipo de obra. O trabalho consiste no comparativo entre o tubo de manilha de Concreto e PVC (Rib Loc), onde mostraremos as vantagens de cada um através de projetos estruturais, modo de fabricação, modo de aplicação, tempo de execução e orçamentos. O tubo de concreto sempre foi mais utilizado, pois sua fácil obtenção e seu preço mostram-se vantajosos aos olhos do construtor, fora que já se tem tradição e confiança no seu uso no escoamento de águas pluviais. Mas agora o tubo de PVC Rib Loc já vem mostrando que há outra opção, já que em algumas obras com aplicação deste material estão sendo bem aceitas, pelo fato de sua aplicação e execução serem mais rápidos, principalmente pelo fato de não ter que propriamente utilizar o concreto. Palavras-chave: Drenagem. Tubos. Concreto. PVC Rib Loc.

10 ABSTRACT There were several reasons why the choice of project and Comparative Study Between Circular Tubes Rigid Circular Concrete Pipe and Flexible PVC Rib Loc Drainage. Among them the fact of giving more choice of materials for the engineer in this type of work. The work consists in comparing the tube shackle Concrete and PVC (Rib Loc), which show the advantages of each one through structural design, the manufacturing process, application method, time of execution and budgets. The concrete pipe has always been more used, because it s easy to obtain and its price appear to be advantageous in the eyes of the builder, who already had tradition and has confidence in its use in storm water drainage. But now the PVC pipe Rib Loc is showing that there is another option, since in some works with application of this material are being well accepted, because implementation and enforcement are more rapids, mainly because of not having to use properly concrete. Key-words: Drainage. Tubes. Concrete. PVC Rib Loc.

11 1 1 INTRODUÇÃO 1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS O Brasil tem uma longa tradição na utilização de tubos de concreto em obras de canalização de águas pluviais. Atualmente, há tecnologia capaz de produzir variados diâmetros. A tubulação rígida de concreto é feita com armaduras ou sem armaduras, porém em obras para drenagem pluvial utilizam-se apenas os tubos com concreto armado. Os tubos de concreto apresentam-se como um ótimo produto em relação à sua durabilidade, resistência mecânica (segundo a ABTC - Associação Brasileira dos Fabricantes de Tubos de Concreto - esses tubos quando submetidos à compressão diametral sofrem deformações de até 0,1% em seu diâmetro) e disponibilidade de fornecimento no mercado - devido às fábricas se localizarem próximas aos locais das obras. No tubo de PVC Rib Loc usa-se tecnologia de fabricação de tubulações plásticas, de grandes diâmetros, pelo processo de enrolamento helicoidal de um perfil de PVC, que de acordo com o Manual Técnico da Vettore Engenharia é soldado quimicamente pela ação de adesivo, sendo disponibilizados em diâmetros de 300 a mm. Esta tecnologia surgiu na Austrália, há mais de 20 anos, e está presente hoje em mais de 40 países, onde vem sendo aplicado com grande sucesso, sendo um ótimo produto em relação à leveza, desempenho hidráulico, menor número de juntas, processo de fabricação realizado na própria obra, e à sua fácil aplicação. O tubo de PVC, quando submetido à compressão diametral sofre deformações de 5% em média no diâmetro. Sendo assim, é importante fazer um comparativo entre os dois tipos de tubo concreto e PVC - analisando os princípios de funcionamento e comportamento na aplicação em obras de drenagem pluvial, destacando os parâmetros de projeto e recomendações práticas para a instalação dos mesmos.

12 2 Atualmente existem poucas informações e estudos científicos sobre o desempenho dos tubos para drenagem, incluindo estudos comparativos técnicos e econômicos, além dos manuais dos fabricantes que sempre se mostram tendenciosos. Este trabalho propõe auxiliar na escolha entre os dois materiais para aplicação nas obras de drenagem pluvial. 1.2 JUSTIFICATIVA Este trabalho é importante por se tratar de um estudo comparativo entre dois diferentes tipos de tubos para drenagem pluvial, visando auxiliar o projetista na escolha do material a ser utilizado, observando suas vantagens e o desenvolvimento de cada tubo na execução da obra. 1.3 ESCOPO Inicialmente, foram realizadas pesquisas através de sites relacionados ao tema para a coleta das características de cada um dos tubos (Concreto e PVC), além da pesquisa em bibliografias das vantagens do uso dos mesmos. Posteriormente, foram feitas visitas a empresas para observação dos processos de fabricação dos tubos e também para a obtenção de informações sobre dados técnicos, especificações dos serviços e custos unitários junto aos profissionais que trabalham diretamente na produção.

13 3 2 OBJETIVO O objetivo deste trabalho é comparar as características positivas e negativas dos dois tipos de material para tubulações de drenagem pluvial: Tubo de PVC (Rib Loc) e Tubo de Concreto.

14 4 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Um marco na engenharia urbana nacional foi a inauguração da cidade de Belo Horizonte (1897), que segundo o Professor Carlos Fernandes (2002) no capítulo 1 de Microdrenagem Um estudo Inicial, obedecia a um traçado urbanístico predefinido, e servida com serviços de água e esgotos projetados por Saturnino de Brito ( ), Engenheiro Civil que foi um dos mais notáveis sanitaristas do Brasil. Outro grande feito de Brito foi a inauguração dos primeiros canais de drenagem dos terrenos alagados, próximos ao centro da cidade de Santos (1912). A abertura desses canais destinava-se a drenagem das águas estagnadas dentro do perímetro urbano. Com a adoção no Brasil do sistema separador absoluto (1912), onde os sistemas de esgotos sanitários foram obrigados a serem projetados e construídos separados dos sistemas de drenagem pluvial, a drenagem tornou-se um elemento obrigatório dos projetos de urbanização. Hoje, quanto a sua extensão, não se dispõe de dados confiáveis em relação à drenagem urbana, porém se sabe que o planejamento, a elaboração de projetos, assim como a execução de obras em macro e microdrenagem das áreas urbanas e adjacentes, têm sido seriamente comprometidas devido à falta de recursos e escassez de mão de obra qualificada em todos os níveis, para a realização de uma infra-estrutura necessária a evitar a perda de bens e vidas humanas. Estima-se, entretanto, que a cobertura deste serviço, em especial a microdrenagem, seja superior ao da coleta de esgotos sanitários. Quanto à macrodrenagem, são conhecidas as situações ocasionadas por cheias urbanas, agravadas pelo crescimento desordenado das cidades. De um modo geral nas cidades brasileiras, a infra-estrutura pública em relação à drenagem, como em outros serviços básicos, caracteriza-se como insuficiente. Logicamente um sistema de drenagem urbana adequado não significa que tenha condições de absorver enchentes extraordinárias, cuja ocorrência está fora da normalidade.

15 5 3.1 DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO No dimensionamento Hidráulico deve-se tomar cuidado com vários requisitos como inundação, assoreamento, entupimento e outros fatores que possam levar ao colapso na rede tubular. O regime de escoamento é livre e sua rugosidade e declividade são constantes, que permitem uma uniformidade para um bom trabalho da rede. A fórmula utilizada para o cálculo da vazão no projeto hidráulico é a formula de Manning; Q = 1 n A x Rh 2 3 x I 1 2 Fórmula nº1 Onde: Q = vazão, em m 3 /s A = área molhada, em m² I = declividade Rh = raio hidráulico, em m n = coeficiente de Rugosidade de Manning No caso dos tubos de concreto o coeficiente de Rugosidade de Manning mais usado é de 0,013. A velocidade mínima e máxima recomendada é de 0,5m/s e 5,0m/s respectivamente, dessa forma evita-se assoreamento devido à baixa velocidade de escoamento e o surgimento de trincas nas paredes do tubo caso a velocidade seja muito alta. Segundo o Manual Técnico da Vettore Engenharia, empresa de construção civil localizada na cidade de Bauru SP, ensaios realizados pela FCTH (Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica localizada na cidade de São Paulo que atua na área de engenharia hidráulica, em pesquisas, desenvolvimento tecnológico e capacitação de pessoal), chegaram a um valor para o coeficiente de Manning de 0,00922 para os tubos de PVC Rib Loc, acarretando em várias

16 6 vantagens em relação a outros materiais, posteriormente relacionadas no Capítulo 5 de comparativo Coeficiente de Manning A escolha do coeficiente de rugosidade de um determinado tipo de tubo é muito importante para a avaliação da sua capacidade de vazão. Um valor que seja alto resulta na determinação errada do tubo, além de ficar economicamente mais caro enquanto, um valor mais baixo pode resultar num tubo hidraulicamente inapto para ser utilizado. Segundo a Associação Brasileira dos Fabricantes de Tubos de Concreto (ABTC), em 1980 testes com tubos de concreto e tubos de plástico realizados pelo Laboratório Hidráulico T. Brench do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Alberta avaliaram os tubos de concreto com diâmetros comerciais de 200, 250 e 375 mm e tubos de plásticos PVC de 200, 450 e 500 mm. Obtendose um valor médio de 0,010 para o coeficiente de Manning em tubos de concreto e 0,009 para os tubos de PVC, apresentados abaixo: Tipo e seção do tubo Resultado de testes do Coeficiente de Manning Valores de Manning Máximo Mínimo Média 200 mm PVC 0,0115 0,008 0, mm PVC 0,0104 0,0077 0, mm PVC 0, mm Concreto 0,0138 0,0092 0, mm Concreto 0,0136 0,0087 0, mm Concreto 0,0116 0,0076 0,0097 Tabela 1: Valores dos coeficientes de Manning de diferentes diâmetros de Tubos de Concreto e de Tubos de PVC Rib Loc. Fonte: ABTC

17 7 Porém, de acordo com o Boletim Técnico ABTC/ABCP de Avaliação Comparativa de Desempenho entre Tubos Rígidos e Flexíveis para Utilização em Obras de Drenagem de Águas Pluviais, para valores de cálculo de projeto do número de Manning, usa-se em média para tubos de concreto n igual a 0,013 e para tubos de PVC Rib Loc n igual a 0, TUBO DE CONCRETO O tubo feito de concreto é notoriamente hoje o mais empregado em obras de drenagem pluvial, principalmente devido a sua resistência mecânica e a sua disponibilidade de fornecimento. Hoje, os fabricantes de tubos de concreto são representados pela ABTC (Associação Brasileira dos Fabricantes de Tubos de Concreto), que entre outras atividades fornece assistência técnica a projetistas, construtores e outros órgãos Projeto Estrutural O projeto estrutural de tubos de concreto, assim como qualquer outro, visa primeiramente em atender aos estados limites de serviços a partir dos esforços solicitantes. Mas existem dificuldades em relação aos seus cálculos dos esforços solicitantes devido à complexidade para definir as pressões do solo contra suas paredes. Para isso, precisam-se determinar os carregamentos e sua devida instalação.

18 8 Instalação A instalação é uma das principais etapas da obra. Segundo a ABTC, em Projeto Estrutural de Tubos Circulares de Concreto Armado, existem três tipos básicos de instalações para se observar o comportamento estrutural de tubos de concreto: Tubos em vala: é instalado em uma vala aberta no terreno natural e posteriormente aterrado até o nível original. Tubos em aterro com projeção positiva: é instalado sobre a base e aterrado de forma que a sua geratriz superior esteja acima do nível natural do solo. Tubos em aterro com projeção negativa: é instalado em vala estreita e pouco profunda, com sua geratriz superior abaixo do nível natural do terreno. Figura 1 Instalação em Vala Fonte: ABTC

19 9 Figura 2 Instalação em aterro com projeção positiva. Fonte: ABTC Figura 3 Instalação em aterro com projeção negativa. Fonte: ABTC

20 10 Contudo, os estudos contidos nesse trabalho se baseiam somente em instalações feitas em vala. Nos tubos instalados em vala, a tendência de deslocamento do solo da vala mobiliza forças de atrito que reduzem a carga que atua sobre o topo do tubo, o que corresponde a desviar a carga sobre o conduto para as suas laterais. Figura 4 Conduto em Vala. Fonte: ABTC A partir da inclinação do talude, a largura da vala vai crescendo à medida que se distância do plano horizontal acima do topo do tubo. Considerando-se o valor da largura da vala igual a b v para cálculo, a largura da vala se corresponde à geratriz superior do tubo (Figura 5). Porém, quando a inclinação do terreno se inicia ao nível da geratriz superior do tubo (Figuras 6 e 7), a largura b v para cálculo é igual à largura da vala correspondente ao plano horizontal.

21 11 Figura 5 Largura correspondente ao nível da geratriz superior do tubo. Fonte: ABTC Figura 6 Largura correspondente ao plano horizontal. Fonte: ABTC Figura 7 Largura correspondente ao plano horizontal. Fonte: ABTC

22 12 Segundo a ABTC, a resultante das cargas aumenta com a largura da vala bv. Caso esta largura aumente muito, pode-se atingir uma situação em que a formulação apresentada deixará de ser válida, pois o comportamento não irá se corresponder mais a uma situação de vala, e sim de aterro. Figura 8 Tubos instalados em vala com largura variável. Fonte: ABTC Cargas do solo Na condição de vala, usa-se a seguinte fórmula: Onde: P = Cv x φ x B² Fórmula nº2 P = carga sobre o tubo por unidade de comprimento (N/m²); B = largura da vala no plano da geratriz superior do tubo (m);

23 13 Cv = coeficiente de carga para tubos instalados em vala, que depende do tipo de solo, da profundidade da instalação e da largura de vala; φ = peso especifico do solo de reaterro. Cargas móveis São resultantes das cargas sofridas na superfície devido ao tráfego, junto à pressão que o solo sofre, tendo as seguintes fórmulas para cálculo: M = Ct x PxF L Fórmula nº3 para cargas concentradas M = Ct x q x F x De Fórmula nº4 para cargas distribuídas Onde: M = Pressão resultante no solo (Pa); P = Carga concentrada (por exemplo, a roda do veículo) aplicada na superfície do solo segundo a vertical do centro do tubo (N); q = Carga uniformemente distribuída (N/m²); L = comprimento do tubo (m); De = diâmetro externo da tubulação (mm); Ct = coeficiente de Marston, que depende dos valeres adquiridos em L / 2h e D / h; F = Coeficiente de impacto, sendo: F = 1,50 para rodovias; F = 1,75 para ferrovias; F = 1,00 a 1,50 para aeroportos.

24 14 Figura 9 - Desenho esquemático das cargas móveis. Fonte: Revista Techne Carga total Carga total = Cargas do solo + Cargas móveis Realizando todos esses procedimentos, é importante determinar o tipo de base para assentar as tubulações, obtendo assim o fator de equivalência (Fe), onde: Assentamento diretamente sobre o solo local: Fe = 1,1 Assentamento diretamente sobre o solo local com acomodação da bolsa ou sobre base de rachão (brita 3 e 4): Fe = 1,5 Assentamento sobre brita graduada ou material granular Fe = 1,9 Assentamento sobre berço de concreto: Fe = 2,25 a 3,4 Determina-se, assim, a carga que efetivamente atua sobre os tubos, e consequentemente a resistência do tubo.

25 15 Onde: Carga atuante sobre o tubo de concreto = Carga Total / Fe Fe = Fator de Equivalência Segundo a ABTC, as classes de resistência previstos na NBR 8890/03 para tubos de concreto destinados a condução de águas pluviais, são: PS1 e PS2 para tubos de concreto simples (diâmetro de 200 a 600 mm) PA1, PA2, PA3 e PA4 para tubos de concreto armado (diâmetro de 300 a 2000 mm) Fabricação Para a fabricação dos tubos de concreto, segundo a ABTC, deve-se considerar principalmente a sua durabilidade em função das suas condições de uso, estabelecendo-se que a relação água/cimento não ultrapasse 0,50 para tubos em águas pluviais, onde o valor mínimo da resistência do concreto é de 25MPa. De acordo com a ABTC, para a fabricação do tubo pode-se usar qualquer tipo de cimento, assim como na armadura pode-se utilizar barras de aço ou telas soldadas, estando tudo de acordo com as normas da ABNT - NBR 9794 (Tubo de concreto armado de seção circular para águas pluviais); e NBR 8890 (Tubo de concreto de seção circular para águas pluviais e esgotos sanitários - Requisitos e métodos de ensaio). Nas imagens podem-se observar melhor as etapas de sua fabricação. Na Figura 10 podemos observar a colocação da armadura circular simples no equipamento de moldagem; na Figura 11 nota-se que a armadura já está sendo devidamente moldada com a massa de concreto. Enfim, nas Figuras 12 e 13 temos a vista geral do local de moldagem e o tubo de concreto já moldado ao lado da armadura de tela soldada utilizada na fabricação respectivamente.

26 16 Figura 10 - Colocação da armadura circular simples. Fonte: ABTC. Figura 11 - Moldagem do tubo. Fonte: ABTC

27 17 Figura 12 - Vista geral do local de moldagem. Fonte: ABTC. Figura 13 - Tubo de concreto moldado e vista da armadura de tela soldada utilizada. Fonte: ABTC

28 Juntas Segundo especificações da ABTC, há no mercado, basicamente, dois tipos de juntas de tubulações feitas de concreto, as rígidas e as elásticas, se diferenciando por suas finalidades, classes de resistência e seção. Nos tubos com juntas rígidas, que podem ser usados em praticamente todas as obras relacionadas à drenagem de água pluvial, o método de encaixe, que pode ser tanto macho e fêmea quanto ponta e bolsa, acaba-se fazendo rejuntados com argamassa feita de cimento e areia, de traço mínimo 1:3. A argamassa que não for devidamente empregada em até 45 minutos após a preparação deve ser descartada. Nos tubos feitos com junta elástica utilizam-se anéis de borracha, em suas extremidades, garantindo assim uma melhor estanqueidade no transporte da água, sendo consequentemente mais caras. O método de encaixe também pode ser tanto macho e fêmea como tipo ponta e bolsa. Figura 14 - Juntas de tubos de concreto. a) Tubo de concreto com junta rígida; b) Tubo de concreto com junta elástica. Fonte: Grupo Artsul.

29 Execução da rede Ao se iniciar uma obra de redes de água pluvial, determina-se a locação da rede através de equipamentos apropriados, seguindo as seguintes etapas de execução: Escavação da vala As valas devem ser abertas de acordo com o projeto e devem ter sua largura de acordo com o diâmetro do tubo e profundidade de acordo com o perfil do terreno e declividade da rede, sendo abertas de jusante para montante. Os estudos técnicos irão determinar a necessidade de escoramento, porém é obrigatório para valas com profundidade superior a 1,25 m, conforme Portaria n. 18 do Ministério do Trabalho. Figura 15 - Abertura da vala. Fonte: Revista Techne

30 20 Assentamento dos tubos Para assentar as tubulações, após a escavação e devidamente feito o berço ao fundo da vala, devem-se descer os tubos cuidadosamente, manualmente ou com equipamentos mecânicos, sendo suspenso por cabos. É importante observar certos cuidados devido o tubo ser pesado, principalmente com os extremos dos tubos, observando sempre as juntas e suas aplicações como, por exemplo, o rejunte com a argamassa caso as juntas forem rígidas. Os operários, assim como em qualquer outra etapa da obra, devem sempre estar utilizando equipamentos adequados de segurança. Figura 16 - Assentamento dos tubos de concreto. Fonte: Revista Techne Reaterro da vala O material deve ser apropriado para reaterro, sempre tomando cuidado com as laterais da vala que são de difícil acesso. Esse material deve ser aplicado em

31 21 camadas de no máximo 20 cm, compactado com equipamento manual, observando a umidade ótima do solo, atingindo altura mínima de 80 cm sobre a geratriz superior do tubo, e assim compactar com equipamento autopropulssor. Quando se inicia a compactação mecânica com maquinário pesado deve-se observar se o tubo foi dimensionado para suportar as cargas que serão solicitadas. 3.3TUBOS DE PVC (RIB LOC) Surgido na Austrália há mais de 20 anos, o tubo de PVC Rib Loc destina a drenar efluentes no regime de escoamento livre com temperatura menor a 40 C, trabalhando sob a ação da gravidade, sem pressão interna, tanto em rodovias, quanto em galerias urbanas Projeto estrutural Chamado de flexível, o tubo de PVC Rib Loc forma, juntamente com a vala já aterrada, um sistema único estrutural, que por sua vez tem que ser bem estudado. Para que esse sistema funcione, as tensões horizontais efetivas do solo deve ser maiores que a ocasionada pelo achatamento do tubo que é exercida pelas cargas verticais, deformando o perfil do tubo da forma circular para elíptica, acarretando em uma diminuição do diâmetro vertical e conseqüentemente aumentando o diâmetro horizontal. Essas tensões que limitam o deslocamento do tubo na horizontal podem ser chamadas de empuxo passivo.

32 22 Figura 17 - Aumento do diâmetro horizontal do tubo. Fonte: Vettore Figura 18 - Arqueamento das tensões, mostrando a migração das cargas para o solo. Fonte: Vettore.

33 23 Uma forma simples de representar a repartição das cargas mostrando que o solo nas laterais trabalha mais as cargas que o tubo, é representando com molas, sendo que as molas laterais seriam o solo e a mola central o tubo. Pode se perceber que as molas laterais (solo) são mais rígidas, portanto suportando maior carga que a mola central (tubo). Figura 19 - Desenho esquemático da carga vertical aplicada sobre um sistema composto por molas (analogia). Fonte: Vettore. Cargas do solo Segundo o Manual Técnico da Vettore Engenharia, recomenda-se para cálculo das cargas do solo, o método da carga prismática, que corresponde ao peso do prisma vertical de terra sobre a tubulação: p = φ x H Fórmula nº5 Onde: p = tensão vertical devida ao peso de solo na profundidade H (N/m²); φ = peso específico aparente do solo; H = altura do recobrimento sobre a geratriz superior do tubo (m).

34 24 Cargas móveis Costuma-se usar, para a determinação da máxima tensão vertical, a expressão de Boussinesq: Onde: q = 3 x Q x H3 2 x π x r 5 Fórmula nº6 q = tensão vertical atuante sobre o tubo devida às cargas móveis (N/m²); Q = carga pontual atuante sobre a superfície (N); H = altura de recobrimento da tubulação (m); r = distância entre a geratriz superior do tubo e o ponto de aplicação da carga (m) Deformação do Diâmetro A deformação diametral, segundo o manual técnico da Vettore Engenharia, tem sido calculada pela fórmula de Spangler, modificada por Watkins, denominada fórmula de lowa-modificada: Onde: y D = K p + q 8 x RA + 0, 061 x E Fórmula nº7 y = deformação diametral (m); D = diâmetro da tubulação (m); K = constante de assentamento, normalmente igual a 0,1; p = carga permanente (N/m 2 ); q = carga móvel (N/m 2 );

35 25 RA = rigidez anular da tubulação (N/m 2 ), para fins de caçulo, seu valor será: 900 (DN = 300 a 600), 700 (DN = 700 a 900) ou 500 (DN = 1000 a 1200); E = módulo de reação do solo de envolvimento (Pa) De acordo com o manual técnico, o valor do Módulo Reativo do Solo E é o que consta na tabela abaixo, que por sua vez, é baseada em resultados obtidos do convênio entre a Tigre e a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Conforme a compactação do material para os tipos de solo, temos: USCS = Sistema Unificado de Classificação de Solos GW = Pedregulho bem Graduado GP = Pedregulho Pobremente Graduado SW = Areia bem Graduada SP = Areia Pobremente Graduada GM = Pedregulho Siltoso GC = Pedregulho Argiloso SM = Areia Siltosa SC = Areia Argilosa Tabela 2: Valores de E para cálculos. Fonte: Vettore.

36 Fabricação Os perfis de PVC são produzidos por um processo de extrusão e possuem em suas bordas encaixes macho-fêmea que propiciam o seu intertravamento durante o processo de enrolamento helicoidal. Além do intertravamento mecânico, os perfis são também soldados quimicamente, através da aplicação de um adesivo naquele encaixe, o que garante a estanqueidade da junta helicoidal assim formada. Os perfis são fornecidos em forma de bobinas e, segundo o manual técnico da Vettore Engenharia, ela é desenrolada e o perfil é colocado em um dispositivo que o empurra em direção a um conjunto de roletes de aço, juntamente com o adesivo de pega rápida no encaixe macho-fêmea, assim a tubulação vai saindo e sendo apoiada em cavaletes de sustentação. Figura 20 - Processo de fabricação do tubo PVC Rib Loc. Fonte: Ápia. Esse enrolamento dos perfis de PVC é efetuado por intermédio de um equipamento de pequeno porte, capaz de fabricar tubos de diferentes diâmetros e comprimentos. Essa simplicidade e versatilidade do equipamento permitem que a

37 27 fabricação dos tubos seja efetuada na própria obra, sendo também possível o fornecimento dos tubos já confeccionados. As bobinas são consequentemente transportadas ate o local da obra junto com a máquina para a produção dos tubos. Rib Loc Steel Segundo o Manual Técnico, para diâmetros maiores ou iguais a 1500 mm é combinado, junto com o perfil PVC, o aço galvanizado, que por sua vez mantém a rigidez dos tubos de diâmetros maiores, iguais aos tubos de diâmetros menores. As nervuras existentes nos perfis em forma de "T" servem como elementos de reforço da parede do tubo, aumentando a sua inércia e, consequentemente, a rigidez diametral da tubulação. Figura 21 - Desenho esquemático do Rib Loc Steel. Fonte: Vettore Juntas A conjunção entre dois tubos é intermediada por um perfil de PVC liso, colocado em uma das extremidades do tubo (macho) através de uma cola adesiva, em seguida é encaixado na extremidade de outro tubo (fêmea) e novamente colado pelo mesmo adesivo; simples e rápida essa ação. Segundo o Manual Técnico, alguns cuidados devem ser previstos para o bom funcionamento da junção:

38 28 1- Manter as superfícies limpas, tanto do tubo quanto da emenda; 2- Passar o adesivo na parte interna do tubo e na parte externa da emenda, lembrando sempre que existe uma cola adesiva própria para usar no tubo Rib Loc (fornecida junto com os perfis de PVC e o equipamento); 3- Efetuar bem o encaixe entre os tubos evitando folgas e defeitos nas juntas; 4- Na união dos tubos, antes de encaixar as emendas, deve-se ter muita atenção com o assentamento, nivelamento e alinhamento dos mesmos, para evitar transtornos futuros; 5- Na hora do encaixe deixar uma folga entre os tubos de 5 mm. Figura 22 - Juntas do tubo de PVC Rib Loc. a) Aplicação do adesivo na parte externa do tubo; b) Aplicação do adesivo na parte interna do tubo; c) Encaixe do tubo (macho e fêmea). Fonte: Vettore.

39 Execução na rede Escavação da vala As valas para assentamento do sistema de drenagem Rib Loc requerem menores declividades devido à baixa rugosidade interna do PVC que confere ao Rib Loc maior vazão hidráulica do que de outros materiais. A escavação da vala vai depender de vários fatores preponderantes que podem diferenciar sua largura conforme o diâmetro. Alguns deles são: disposição de equipamentos, qualidade do terreno, tipos de escoramentos, exigências do contratante. Mas, segundo o manual técnico, existe uma fórmula para calcular a largura mínima da escavação, escolhendo o maior dos valores obtidos: L 1, 25 x DE + 0, 30 Fórmula nº8 L DE + 0, 40 Fórmula nº9 onde: L = largura mínima da vala na altura da geratriz superior do tubo (m) DE = diâmetro externo do tubo (m) No caso da profundidade da vala, o projeto hidráulico junto com a topografia define uma altura máxima e mínima que cada diâmetro aceita, pois envolve diferença de carga e também a carga móvel. Não se respeitando a profundidade mínima, podem ocorrer fissuras e no caso da profundidade máxima, excesso de carga podendo também acarretar em fissuras. A tabela a seguir apresenta as profundidades mínimas e máximas admissíveis para o critério de deformação vertical excessiva (7,5%), e com carga de roda de 60KN para os diversos tipos de solo de envolvimento.

40 30 Profundidades (m) Diâmetro E'=0,7MPa E'=1,4MPa E'=2,8MPa E'=7MPa E'=14MPa mín. máx mín Max mín máx Min máx mín máx 300 N.R. N.R. 0,95 3,45 0,70 6,30 0,5 7,5 0,5 7,5 400 N.R. N.R. 0,95 3,45 0,70 6,30 0,5 7,5 0,5 7,5 500 N.R. N.R. 0,95 3,45 0,70 6,30 0,5 7,5 0,5 7,5 600 N.R. N.R. 0,95 3,45 0,70 6,30 0,5 7,5 0,5 7,5 700 N.R. N.R. 0,95 3,40 0,70 5,50 0,6 7,5 0,5 7,5 800 N.R. N.R. 0,95 3,40 0,70 5,50 0,6 7,5 0,5 7,5 900 N.R. N.R. 0,95 3,40 0,70 5,50 0,6 7,5 0,5 7, N.R. N.R. 1,00 3,10 0,80 4,65 0,6 7,5 0,5 7, N.R. N.R. 1,00 3,10 0,80 4,65 0,6 7,5 0,5 7, N.R. N.R. 1,00 3,10 0,80 4,65 0,6 7,5 0,5 7,5 *E = Valor do Módulo Reativo do Solo. *N.R Não recomendado. Tabela 3 Critério de Deformação. Fonte: Vettore. Fundação e berço A regularização do fundo de vala é essencial para manter a uniformidade do terreno e evitar calos ou deformidades que possam afetar o bom trabalho do sistema de drenagem. O solo deve ter resistência para suportar os esforços solicitantes, em caso de solos muito moles, expansivos ou saturados, há necessidade de algum tipo de auxilio para suportar as cargas, como por exemplo,

41 31 uma camada de brita ou cascalho de 15 cm compactada, ou uma espécie de anteberço de concreto. Já o berço deverá ser feito de material granular com granulometria regular e com o grau de compactação maior ou igual de 95% do ensaio Proctor Normal, depois que espalhado o material no fundo da vala e compactado. O material também dever ser regularizado para servir de cama para a tubulação. Descida do tubo na vala Os tubos podem ser descidos na vala manualmente dependendo do tamanho da vala e também do diâmetro, para casos especiais usa-se cordas para descer a tubulação ou em casos extremos pode-se usar máquinas como escavadeiras ou carregadeiras. É bem simples e fácil devido à leveza do material. Figura 23 - Opções de descida do tubo na vala. Fonte: Vettore.

42 32 Figura 24 - Opções de descida do tubo na vala. Fonte: Vettore. Envolvimento do tubo O material envoltório deve ser bem selecionado para fazer com que o sistema de drenagem funcione; recomenda-se que esse material seja granular e bem graduado como, por exemplo, brita graduada (pó de pedra), areia ou solos naturais bem estudados e ensaiados. Ao despejar o material na vala deve ser usada a concha da retro escavadeira, em quantidade adequada para realizar a compactação em camadas do mesmo, tendo cuidado com o escoramento do tubo evitando o seu deslocamento no ato do despejo, espalhando o material de envolvimento com enxadas e pás. Compactação do material envolvente A compactação do material que envolve o tubo é feita simultaneamente ou alternado nos dois lados para que não haja deslocamentos, podendo ser feita hidraulicamente com soquetes tanto mecânicos (sapo mecânico) quanto manuais.

43 33 As espessuras das camadas e os procedimentos usados na compactação devem ser especificados no projeto ou definidos pelo engenheiro. Caso ao contrário, o Manual Técnico recomenda utilizar espessuras de camada entre 10 a 20 cm. Esse material envoltório não pode ser lançado em uma única camada, tem que ter um rígido controle de grau de compactação. Deve-se ter um cuidado maior com a geratriz superior do tubo, nessa região só é regularizado o material envoltório, pois se ela for compactada pode afetar o tubo. O grau de compactação deve ser atingido para atender os requisitos do projeto estrutural. Figura 25 - Compactação do material envolvente. Fonte: Vettore. Figura 26 - Tubo envolvido com o material envoltório compactado. Fonte: Vettore.

44 34 Reaterro da vala Após o tubo estar coberto pelo material envoltório, deve se cobrir o restante da vala com argila de alta coesão compactando-a nas primeiras camadas com soquetes, posteriormente com maquinas leves, evitando danos na tubulação. Nas ultimas camadas pode-se usar maquinário pesado. Figura 27 - Reaterro da vala. Fonte: Vettore. Figura 28 - Desenho esquemático do reaterro da vala. Fonte: Vettore.

45 35 Teste de deformação Segundo o manual técnico, após 10 dias dos serviços executados e finalizados, deverão ser realizados testes com medidas para apurar a deformação do tubo, essa medida deve ser diametralmente vertical e horizontal. A deformação máxima permitida é de 5% do diâmetro interno.

46 36 4 MATERIAIS E MÉTODOS Nesse capítulo vamos dimensionar um coletor de água pluvial utilizando um projeto aleatório com algumas dimensões pré-definidas assim como será feito o orçamento e apresentação dos cálculos de quantitativos; esse projeto está situado em uma área essencialmente comercial e seu gráfico de equação de chuva está representada no Anexo VI deste trabalho. Sendo assim para fins de comparação serão utilizados os dois tipos de tubulação, Concreto e PVC Rib Loc. 4.1 DIMENSIONAMENTO Dimensionamento da Sarjeta Dados para o cálculo da sarjeta em estudo: Área de contribuição: A = 0, 786 ha Coeficiente de escoamento: C = 0,80 Extensão: L = 170 m Declividade: I = 1,4% Período de retorno: T = 5 anos n=0, 016 (coeficiente para sarjeta) Tempo de concentração: tc = 12 min. Intensidade de precipitação: i = 1,74 mm/min. Inverso da declividade transversal: z = 20 Fator de redução: F = 0,80 Vazão Teórica - Definida pela fórmula: Q0 = 166,67 x C x i x A Fórmula nº10

47 37 onde: Q0 = vazão em litros por segundo C = coeficiente de escoamento i = Intensidade de precipitação em milímetro por minuto Sendo assim: Q0 = 166,67x0,80x1,74x0,786 Q0 = 182,36 l/s Vazão de projeto Definida pela fórmula: Q = Q0 F Fórmula nº11 No dimensionamento das sarjetas deve-se considerar uma certa margem de segurança na sua capacidade. Essa margem de segurança é conseguida pelo emprego do "fator de redução F". Sendo assim: Q = 182,36 0,80 Q = 227,95 m³/s Sarjeta em Canal Triangular Definindo como: y o - altura máxima de água na guia (m), z - inverso da declividade transversal (m), I - declividade longitudinal da sarjeta (do greide da rua) (m),

48 38 n - coeficiente de Rugosidade de Manning de revestimento de asfalto com textura áspera (n = 0,016), Q - (= v/a) equação da continuidade, R - raio hidráulico (m). Então: dq = v x da Sarjeta em canal triangular Onde: R = y x dx dx = y da = y x dx v = R 2 3x I 1 2 n 1 = y2 3 x I 2 n e dx dy = z ou dx z. dy Logo: dq = y 2 3 x I 1 2 x y x dx Fórmula nº12 ou dq = z x y 5 3x I 1 2 n Fórmula nº13 x dy

49 39 Integrando a equação de dq/dy para "y" variando de zero a y o, temos: Q0 = Ix z y n x y5 3 0 Fórmula nº14 x dy de onde: Q0 = Ix z 5 n x [ y Fórmula nº14.1 ] 0 y0 Resultando na fórmula: Q0 = 375 x I 1 2 x Fórmula nº14.2 z n x y08 3 Onde Q0 é a vazão máxima teórica transportada por uma sarjeta com declividade longitudinal "I". Com a fórmula nº14.2 descobriremos o valor da lâmina d água na sarjeta: Q0 = 375xI 1 2x z n xy08 3 Fórmula nº14.2 Ymáx = 227,95 375x20x0, ,016 Fórmula nº Ymáx = 0,127m < 13cm! Ou seja, a lâmina d água está dentro da margem.

50 Dimensionamento da Rede com Tubo de Concreto - Trecho 1-2 Dados para cálculo: Área de contribuição: A = 2,27 ha Coeficiente de escoamento: C = 0,80 Intensidade de precipitação: i = 1,74 mm/min Declividade: I = 1,4% Vazão de dimensionamento - utilizando a fórmula nº10 temos: Q = 166,67 x 0,80 x 1,74 x 2,27 Q = 526,65 l/s Cálculo do diâmetro - utilizando a fórmula nº1 de Manning temos: Q = 1 n A x Rh 2 3 x I 1 2 Fórmula nº1 Q = πd2 4 D I 1 2 Fórmula nº D = 1,55. Q. n I 1 2 Fórmula nº1.3

51 41 Sendo: D = diâmetro (mm) Q = vazão (l/s) n = coeficiente de Rugosidade de Manning do tubo de concreto (n = 0,013) I = declividade (%) Substituindo os valores temos: D = 1,55 0,52665x0,013 0, D = 0,511m adotando D = 600 mm Cálculo da velocidade de escoamento: Q = V x A Fórmula nº15 V = Q A Fórmula nº15.1 Onde: Q= vazão de projeto (l/s) V=velocidade de escoamento (m/s) A=área da seção (tubo) (m²)

52 42 Substituindo os valores temos: V = 0, ,283 V = 1,86 m/s A velocidade está de acordo com o recomendado (mínima de 0,5 m/s e máxima de 5,0 m/s) - Trecho 2-3 Dados para cálculos: Acréscimo da área de contribuição: A = 1,36 ha Acréscimo de vazão utilizando a fórmula nº10 temos: Q = 166,67 x 0,80 x 1,74 x 1,36 Q = 315,53 l/s Q = 315, ,65 Q = 842,18 l/s

53 43 Cálculo do diâmetro - utilizando a fórmula nº1 de Manning temos: Q = 1 n A x Rh 2 3 x I 1 2 Q = πd2 4 Fórmula nº1 D 4 Fórmula nº I D = 1,55. Q. n I 1 2 Fórmula nº1.3 Sendo: D = diâmetro (mm) Q = vazão (l/s) n = coeficiente de Rugosidade de Manning do tubo de concreto (n = 0,013) I = declividade (%) Substituindo os valores temos: D = 1,55 0,84218x0,013 0, D = 0,610m adotando D = 800 mm diametro comercial

54 44 Cálculo da velocidade de escoamento: Q = V x A Fórmula nº15 V = Q A Onde: Q= vazão de projeto (l/s) V=velocidade de escoamento (m/s) A=área da seção (tubo) (m²) Fórmula nº15.1 Substituindo os valores temos: V = 0, ,503 V = 1,67 m/s A velocidade está de acordo com o recomendado (mínima de 0,5 m/s e máxima de 5,0 m/s) Dimensionamento da Rede com tubo de PVC Rib Loc - Trecho 1-2 Dados para cálculo: Área de contribuição: A = 2,27 ha

55 45 Coeficiente de escoamento: C = 0,80 Intensidade de precipitação: i = 1,74 mm/min Declividade: I = 1,4% Vazão de dimensionamento - utilizando a fórmula nº10 temos: Q = 166,67 x 0,80 x 1,74 x 2,27 Q = 526,65 l/s Cálculo do diâmetro - utilizando a fórmula nº1 de Manning temos: Q = 1 n A x Rh 2 3 x I 1 2 Fórmula nº1 Q = πd2 4 D I 1 2 Fórmula nº D = 1,55. Q. n I 1 2 Fórmula nº1.3 Sendo: D = diâmetro (mm) Q = vazão (l/s) n = coeficiente de Rugosidade de Mannning do tubo de PVC Rib Loc (n = 0,009) I = declividade (%)

56 46 Substituindo os valores temos: D = 1,55 0,52665x0,009 0, D = 0,445m, adotando D = 600mm Observação: Observa-se pelos cálculos que o diâmetro encontrado com o tubo de PVC Rib Loc é menor se comparado com o do tubo de Concreto, porém foi adotado o diâmetro de 600mm, pois de acordo com a Norma DNIT 030/2004-ES Drenagem - Dispositivos de drenagem pluvial urbana - Especificação de serviço, esse é o menor diâmetro que pode ser utilizado em obras de drenagem pluvial. Cálculo da velocidade de escoamento: Q = V x A Fórmula nº15 V = Q A Fórmula nº15.1 Onde: Q= vazão de projeto (l/s) V=velocidade de escoamento (m/s) A=área da seção (tubo) (m²)

57 47 Substituindo os valores temos: V = 0, ,283 V = 1,86 m/s - Trecho 2-3 Dados para cálculos: Acréscimo da área de contribuição: A = 1,36 ha Acréscimo de vazão utilizando a fórmula nº10 temos: Q = 166,67 x 0,80 x 1,74 x 1,36 Q = 315,53 l/s Q = 315, ,65 Q = 842,18 l/s Cálculo do diâmetro - utilizando a fórmula nº1 de Manning temos: Q = 1 n A x Rh 2 3 x I 1 2 Fórmula nº1

58 48 Q = πd2 4 D I 1 2 Fórmula nº D = 1,55. Q. n I 1 2 Fórmula nº1.3 Sendo: D = diâmetro (mm) Q = vazão (l/s) n = coeficiente de Rugosidade de Manning do tubo de PVC Rib Loc (n = 0,009) I = declividade (%) Substituindo os valores temos: D = 1,55 0,84218x0,009 0, D = 0,531m adotando D = 600 mm Cálculo da velocidade de escoamento: Q = V x A Fórmula nº15

59 49 V = Q A Fórmula nº15.1 Onde: Q= vazão de projeto (l/s) V=velocidade de escoamento (m/s) A=área da seção (tubo) (m²) Substituindo os valores temos: V = 0, ,283 V = 2,98 m/s A velocidade está de acordo com o recomendado (mínima de 0,5 m/s e máxima de 5,0 m/s) 4.2 CÁLCULO DE QUANTITATIVOS Quantitativos de Tubo de Concreto Escavação Rede de 600 mm Largura média da vala = 0,96m Altura média de acordo com o diâmetro do tubo = 1,70m

60 50 Comprimento da vala = 100 m 100 x 1,70 x 0,96 = 163,20 m³ Rede de 800 mm Largura média da vala = 1,20 m Altura média de acordo com o diâmetro do tubo = 1,90 m Comprimento da vala = 70 m 70 x 1,90 x 1,20 = 159,60 m ³ Total de Escavação 322,80 m ³ Execução de berço e contra berço de concreto Rede de 600 mm 0,225 m³ por metro linear 100,0 x 0,225 = 22,5 m³ Rede de 800 mm 0,308 m³ por metro linear 70,0 x 0,308 = 21,56 m³

61 51 Total de concreto utilizado 44,06 m³ Reaterro compactado de valas Rede de 600 mm -Retirando o Volume do tubo e berço e contra berço 0, ,225 = 0, ,0 x 0,572 = 57,20 m³ Rede de 800 mm -Retirando o Volume do tubo e berço e contra berço 0, ,308 = 0,916 70,0 x 0,916 = 64,12 m³ Total de reaterro (163,20 57,20) + (159,60 64,12) = 201,48 m³

62 Quantitativos de tubo PVC Rib Loc Escavação Largura média da vala =1,00 m Altura média de acordo com o diâmetro do tubo =1,50m Comprimento da vala = 170 m 170 x 1,50 x 1,00 = 255,00 m³ Execução do berço e contra-berço de areia Largura média da vala = 1,00 m Altura média de acordo com o diâmetro do tubo = 0,96 m 170 x 0,96 x 1,00 = 163,20 m³ -Retirando o volume do tubo 0,2941 m² x 170 m = 50,00m³ Total de areia utilizada no berço e contra-berço 113,20 m³

63 Reaterro Compactado de valas Largura média = 1,00 m Altura média = 1,50 0,96 = 0,54 m 170 x 0,54 x 1,00 = 91,80 m³ Todos os processos do cálculo foram baseados em projetos de execução de rede para ambos os tubos. Obs.: O prazo para execução da obra referente a rede tubular de tubo de concreto armado com 170 m de comprimento é de 50 dias com o maquinário trabalhando durante 10 horas por dia; já o prazo para execução da obra referente a rede tubular de tubo PVC Rib Loc com 170 m de comprimento é de 25 dias com o maquinário trabalhando durante 8 horas por dia; de acordo com pesquisas feitas em campo nas empresas executoras.

64 PLANILHAS DE ORÇAMENTO Rede de drenagem com a utilização de tubo de Concreto

65 4.3.2 Rede de drenagem com a utilização de tubos de PVC Rib Loc 55

66 56 5 COMPARATIVO Este capítulo é um estudo comparativo das vantagens e desvantagens de cada tubo, para se chegar em uma conclusão dos itens estudados na revisão bibliográfica no Capítulo 3 desse trabalho. 5.1 DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO Em relação ao Dimensionamento Hidráulico a maior diferença está relacionada ao número de Manning. MATERIAL COEFICIENTE DE MANNING PVC 0,009 Concreto 0,013 Como o material do tubo Rib Loc é o PVC, cujo número de Manning é 0,009, mostra a facilidade do escoamento da água nesse tubo devido sua rugosidade ser menor em relação ao concreto, possibilitando a utilização de menores declividades de projeto, acarretando em menor volume de escavação e também menor diâmetro das tubulações. 5.2 COMPORTAMENTO ESTRUTURAL No Comportamento Estrutural, em ambos os casos, os cálculos dos esforços solicitantes são bem complexos devido ao uso de diferentes fórmulas para identificação das cargas do solo e das cargas móveis

67 57 Porém o tubo de concreto é mais vantajoso por ocorrer uma deformação diametral máxima de 0,1% sem que haja fissuras prejudiciais (de acordo com a ABTC), já o Rib Loc pode sofrer uma deformação máxima de 5% diametralmente (pelo fato de ser flexível) causando assim a ovalização do tubo, além de depender de um solo mais firme e mais compactado, pois seu projeto estrutural é um sistema unificado de tubo-solo (de acordo com o Manual Técnico da Vettore Engenharia). O modo como cada um dos dois tubos reage quando são submetidos a essas cargas e também às diferentes formas que o solo compactado reage nas tubulações pode ser analisado na Figura 29 abaixo: Figura 29 - Carga sobre os tubos enterrados. Fonte: ABTC. 5.3 FABRICAÇÃO Em relação à fabricação, o tubo de PVC Rib Loc é mais vantajoso pelo fato de ser rapidamente fabricado no local da obra, o que reduz o custo com transporte, por um equipamento leve e portátil através de um sistema de desenrolamento do perfil fornecido em forma de bobina. Por sua vez, o tubo de concreto exige um lugar específico para sua fabricação, com processos de dosagem de cimento, areia e água, e

68 58 consequentemente sua demora na moldagem e secagem do concreto, que requer sete dias, perdendo assim a vantagem tanto em relação ao tempo quanto no custo com o transporte. A sua vantagem em relação ao tubo de PVC Rib Loc seria a sua disponibilidade, sendo mais acessível devido às fábricas se localizarem próximas ou na própria região em que está sendo executada a obra. 5.4 JUNTAS Em relação às juntas, não há quase diferença alguma quando se analisa em tempo de execução. Observando o lado técnico, o encaixe da manilha é mais fácil de ser executado, porém o fato do material de rejunte ser a argamassa tem que se levar em conta a sua produção e obviamente seu tempo de secagem. Já a junção dos tubos de Rib Loc é um pouco mais complexa, pois se utiliza uma cola adesiva especial (fornecida juntamente com o material) com certos cuidados na aplicação da mesma, como já citados no item de Juntas de tubos de PVC no Capítulo 3. Porém, o tubo de PVC é mais vantajoso quando se leva em consideração o número de juntas, que é menor em relação ao concreto - devido o fato de serem produzidos tubos de PVC com grandes comprimentos, que em tese não há limites a não ser pelo seu transporte até as valas - facilitando assim a instalação e reduzindo a ocorrência de problemas. 5.5 FUNDAÇÃO E BERÇO Em ambos os casos se o solo em que for feita a obra não possuir resistência suficiente, ou qualquer outro problema, terá que ser feitas obras reparadoras para amenizá-los; sendo a vala normal, basta nivelar sua base para manter a declividade necessária. Porém em relação ao berço há uma grande vantagem para o tubo de PVC Rib Loc, onde a tubulação é apoiada somente sobre um berço de areia, pedra

69 59 britada ou cascalho, não precisando do berço feito de concreto, que é o caso da tubulação de concreto, que é mais demorado, pois precisa do tempo de cura para secagem completa do berço e contra-berço, para assim ser assentada a manilha. 5.6 DESCIDA DO TUBO NA VALA Mais uma grande vantagem para o tubo PVC Rib Loc é a descida do tubo na vala, pois ele é muito leve sendo facilmente transportado até as valas, em alguns casos podendo ser alçado manualmente para vala dependendo do diâmetro e da profundidade, permitindo sua instalação em locais de difícil acesso e eliminando a necessidade de equipamentos especiais para sua movimentação, ou usando até materiais alternativos como cordas ou caminhão munck. Para diâmetros maiores é necessário o uso de máquinas que irão descer o tubo até a vala sem lhe causar nenhum dano. Já o tubo de concreto qualquer que seja o diâmetro é necessário o uso de máquinas, por ser um material rígido e também muito pesado, havendo assim a necessidade de tomar cuidados para não haver danos na tubulação, como trincas ou até mesmo sua queda, demorando mais para ser assentado e podendo causar acidentes. 5.7 ORÇAMENTO O orçamento foi feito através dos cálculos do capítulo 4 desse trabalho. Na diferença dos preços finais dos serviços executados, observa-se que o tempo de execução com o tubo de Concreto é maior quando comparado com a utilização do tubo de PVC Rib Loc. O número de Manning do tubo PVC Rib Loc é menor que o do Tudo de Concreto, onde se faz a diferença nos cálculos, tornando o diâmetro do PVC Rib