Todas as cidades do mundo possuem dutos subterrâneos que estão chegando ao fim de sua vida útil. A sua ruptura é um pré-requisito para a ocorrência de problemas inaceitáveis, como perda de água ou poluição do solo devido ao escoamento de águas residuais das tubulações de esgoto. Normalmente, a infraestrutura mais desatualizada está em áreas urbanas caras e densamente povoadas.
O custo de substituição destas condutas é muitas vezes proibitivo e a interrupção dos serviços de água e esgotos para fazer reparações nem sempre é tolerada pela comunidade. No entanto, as tecnologias sem valas para a reabilitação de condutas de água resolvem estes problemas, permitindo que a sua restauração seja realizada com um mínimo de trabalhos de escavação.
As técnicas para renovação de dutos danificados podem ser classificadas em dois grupos – não estruturais e estruturais. A reabilitação não estrutural envolve a reparação de tubulações para evitar maior deterioração. Exemplos típicos de tal renovação são o revestimento epóxi e a vedação de fissuras. A reabilitação estrutural inclui revestimento para renovação da capacidade estrutural e hidráulica das tubulações.
Nas últimas décadas, grandes progressos foram feitos no desenvolvimento de revestimentos de alto desempenho e, ao mesmo tempo, econômicos e fáceis de aplicar. Já existem novas técnicas para o revestimento estrutural de grandes dutos.
No passado, essas tubulações representavam um grande desafio para as empresas de água, que muitas vezes recorriam a reparos de curto prazo até que o risco de falha na tubulação se tornasse muito alto. Também estão disponíveis sistemas de revestimento de tubulações eficientes e econômicos que minimizam a necessidade de escavação.
Tubo em tubo
A tecnologia Pipe-in-pipe é a maneira mais simples de renovar tubulações. Envolve empurrar ou puxar um novo tubo para dentro do antigo. O conceito de utilização de duas pequenas valas para assentamento do novo tubo no antigo já foi estabelecido e, ao longo dos anos, foi aplicado em diferentes tipos de dutos – argila, concreto armado, etc. Embora praticamente qualquer material possa ser usado para o novo tubo, o polietileno é a escolha mais comum atualmente, especialmente para tubos de menor diâmetro.
Isso ocorre porque o material é amplamente utilizado no abastecimento de água, é relativamente resistente ao desgaste e é flexível o suficiente para permitir leves dobras durante a instalação. Além disso, oferece a possibilidade de unir pequenas seções do tubo antes de colocá-lo no tubo antigo por meio de um mecanismo de tração. Na maioria dos casos, para garantir a estabilidade, é necessário preencher o espaço entre os dois tubos com argamassa de cimento.
A redução na área da seção transversal pode ser significativa, especialmente se o diâmetro do tubo precisar ser reduzido devido a deformações e juntas deslocadas no tubo antigo. Como resultado destas limitações, o método tubo em tubo já não é tão comum como o método de tubo enrolado em espiral, por exemplo, mas ainda pode ser a melhor solução em certos casos.
Entre as vantagens da tecnologia está o fato de ser aplicável a uma variedade de tubos e diâmetros e de o processo ser relativamente barato e fácil. As desvantagens são a perda significativa de diâmetro interno, a necessidade de cavar dois eixos para o tubo e para o mecanismo de tração. Além disso, caso seja necessária a reabilitação de ligações laterais, estas deverão ser escavadas e reconstruídas.
Revestimento de cura no local
O revestimento de cura no local é uma alternativa à tecnologia pipe-in-pipe que tem sido usada em todo o mundo há mais de 30 anos. Existem diversas variedades do método, sendo comum entre elas a utilização de um tubo têxtil impregnado com poliéster ou resina epóxi. É inserido no tubo existente e adere às suas paredes passando água quente ou vapor por ele. Em algumas variações do método de cura, é utilizada luz ultravioleta.
Os sistemas de revestimento curado no local proporcionam um ajuste perfeito entre os dois tubos e alta resistência estrutural de tubulações com diferentes cargas. Os revestimentos de cura no local podem ser feitos para se adaptarem a qualquer formato de tubo, tornando-os adequados para revestir tubulações com seção transversal elíptica, por exemplo.
Às vezes é usado um material que é extensível até certo ponto e pode permitir pequenas variações na seção transversal. Como os revestimentos são flexíveis antes da cura e aderem à tubulação existente sob pressão, a medição precisa da circunferência interna da tubulação é crítica. Após o assentamento do forro, as juntas laterais podem ser reabertas à distância e durante a instalação deve-se evitar quantidades excessivas de resina nos desvios.
Esta tecnologia geralmente requer que o tubo existente não seja operado durante a instalação e cura. Em redes de gravidade onde as vazões são muito baixas, pode ser possível colocar o revestimento enquanto o tubo estiver em uso. Em outros casos, entretanto, é necessário desvio de fluxo ou bombeamento.
Embora aplicados principalmente a tubulações nas quais uma pessoa não pode entrar, alguns dos sistemas de revestimento de cura no local podem ser adequados para a renovação de tubulações de esgoto de grande diâmetro. As principais limitações do método estão relacionadas à espessura do revestimento, seu peso e custos.
A preparação cuidadosa é a chave para o sucesso da reabilitação com uma faceta curada no local. Os seguintes fatores devem ser levados em consideração no planejamento do processo: as obstruções devem ser removidas e os depósitos sólidos removidos; é necessária uma limpeza completa da tubulação contra graxa e depósitos; se o revestimento tiver secção circular, poderá ser necessário um pré-assentamento antes do assentamento; devem ser tomadas medidas para desviar o fluxo ou desviar o bombeamento de água durante a instalação e a cura.
Quando é utilizada resina de poliéster, são liberados vapores de estireno durante a cura, necessitando de ventilação adequada no local de instalação.
A maioria dos revestimentos termicamente curados para tubulações de água por gravidade são feitos de tecidos não tecidos impregnados com resina de poliéster. Materiais compósitos como feltro e fibras de vidro são por vezes utilizados para este fim. A composição da resina pode ser adaptada para se adequar a diferentes regimes de cura e características de fluxo de água.
A superfície externa do revestimento é geralmente revestida com membrana de poliéster, polietileno, PVC ou poliuretano, dependendo da aplicação. Esta membrana tem diversas funções – retém a resina durante a impregnação e transporte, retém água (ou ar) durante o torneamento e fornece uma superfície interna hidraulicamente eficiente com baixo coeficiente de atrito.
A impregnação geralmente é realizada na fábrica sob vácuo para obter uma distribuição uniforme da resina. Dependendo das características da resina, o liner poderá ser transportado até o local da reabilitação em veículo refrigerado para evitar a pré-cura.
As vantagens do método incluem: ajuste perfeito do revestimento à tubulação existente, o que minimiza a perda de seção; nenhum trabalho de escavação em grande escala é necessário; é adequado para tubulações com diferentes formatos de seção transversal; lida com a maioria das curvas de tubos.
As desvantagens do revestimento com cura no local incluem a necessidade de bombeamento de desvio, a capacidade limitada de reabilitar tubulações de água de diferentes diâmetros e o risco de enrugamento do material com pré-revestimento insuficiente.
Um tubo enrolado em espiral
A tecnologia envolve a colocação de uma tira de PVC na tubulação, que é enrolada em espiral por uma máquina especial localizada no fundo de um bueiro existente. As bordas da fita possuem elementos de travamento especiais que, quando a fita é enrolada em espiral, formam um revestimento contínuo na tubulação antiga. Por meio de um processo mecânico, o revestimento é expandido radialmente até ficar firmemente fixado à parede do tubo.
Este método de reabilitação é adequado para tubos com diâmetro interno de 150 a 750 mm. Uma variedade de fitas plásticas de rigidez variada está disponível no mercado para atender às especificações estruturais.
O processo de reforma com essa tecnologia começa com a limpeza de depósitos na tubulação e a inspeção com câmeras de CFTV. Todos os desvios laterais são anotados. A bobinadeira em espiral é baixada até a parte inferior do eixo de inspeção e a fita de PVC é alimentada em sua parte superior.
O perfil é enrolado em espiral com diâmetro menor que o da tubulação, com as bordas travando e mantendo assim o diâmetro desejado. O enrolamento termina quando a fita enrolada atinge o próximo eixo de inspeção. Em seguida, corte os elementos de travamento e expanda a fita até que ela se encaixe perfeitamente na parede da tubulação. As extremidades do revestimento são seladas com resina epóxi em ambas as caixas de visita para que fiquem completamente niveladas com a tubulação.
Os desvios laterais podem ser restaurados imediatamente com a ajuda de robôs de corte.
Com a tecnologia de flexed pipe, a reabilitação da tubulação é mais rápida do que com qualquer outro método, e o bombeamento de derivação raramente é necessário. As qualidades do revestimento são constantes e não dependem do sucesso da cura ou do tratamento térmico. As desvantagens do método incluem a inaplicabilidade a tubos com seção transversal elíptica e a possibilidade limitada de revestimento em torno das curvas da tubulação.
Tecnologias sem valas para instalação de novas tubulações de água
Caso o abastecimento de água esteja danificado a tal ponto que não possa ser reabilitado, é necessário instalar novas tubagens. Com o espaço cada vez mais limitado para a construção de infra-estruturas de canalização, as tecnologias sem valas para a colocação de novas condutas estão a tornar-se mais comuns. Além da construção densa, o motivo da busca por soluções “invisíveis” para a construção de tubulações de abastecimento de água e esgoto é o trânsito intenso nas grandes cidades.
As tecnologias sem valas mais comumente aplicadas para a construção de novas infraestruturas de abastecimento de água são a perfuração horizontal controlada e a microtúnel. A perfuração horizontal controlada consiste em três estágios. Durante a primeira fase, uma cabeça de perfuração piloto perfura do início ao fim da vala ao longo de uma trajetória predeterminada.
A segunda etapa inclui a ampliação do furo e a terceira – a colocação da nova tubulação. A perfuração horizontal direcionável, entretanto, só é aplicável a tubulações com alta resistência à tração.
Microtúnel é a instalação de uma nova tubulação em um túnel escavado por meio de uma máquina de microtúnel composta por uma cabeça de perfuração e uma prensa hidráulica. A distância entre a escavação inicial e final pode chegar a 2.000 metros ou mais, dependendo do diâmetro nominal, da geologia e do material da tubulação de água. Após a instalação do primeiro trecho do tubo, a prensa hidráulica é retraída e um novo tubo é abaixado, e esse processo continua até que o eixo final seja alcançado.
