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23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

I-160 – SISTEMATIZAÇÃO DO RAMAL PREDIAL DE ÁGUA COMO ELEMENTO FUNDAMENTAL NO CONTROLE DE PERDAS REAIS (FÍSICAS)

DE ÁGUA Pedro |Jorge Chama Neto(1)

Engenheiro Civil pela Faculdade de Engenharia Civil de Araraquara (1980), Mestre em Engenharia pela EPUSP (2002), Engenheiro Especialista na Superintendência de Gestão de Empreendimentos de Sistemas Regionais da Sabesp. Na Sabesp, desde 1981 exercendo atividades de engenheiro na superintendência de projetos, engenheiro fiscal de obras, gerente de divisão de obras, gerente de departamento de obras e gerente de departamento de controle tecnológico. Eric Cerqueira Carozzi Engenheiro Civil pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (1991). Curso de Especialização em Engenharia de Saneamento Básico pela Faculdade de Saúde Pública da USP (2.000). Curso de Especialização em Administração pela Universidade Mackenzie (1.995). Individual Training Course in Water Supply Administration (Tokyo and Yokohama). Na Sabesp, desde 1994, atualmente é o Gerente do Departamento de Controle de Perdas e Planejamento Operacional da Diretoria de Sistemas Regionais da Sabesp. Endereço(1): Rua Nilza Medeiros Martins, 200, apartamento 83, bloco 05 - Morumbi – São Paulo - SP - CEP: 05628-010 - Brasil - Tel: (11) 3746-5717 - e-mail: [email protected] RESUMO

Numa conjuntura em que os vazamentos nos ramais prediais de água, alcançaram parcela muito significativa do total de perdas físicas e dos custos de manutenção observados nos sistemas de abastecimento de água, optou-se por desenvolver projetos tendo como principal objetivo o aprimoramento dos ramais prediais de água em PEAD, considerado-os sistemas e não apenas como simples tubos de PEAD. O presente trabalho apresenta o procedimento implantado, na Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP, para sistematização dos ramais prediais de água como elemento fundamental no controle de perdas reais (físicas) de água e redução de custos de manutenção, a partir do estudo detalhado das falhas que ocorrem nos mesmos. PALAVRAS-CHAVE: Ramais prediais de água, Ramais de PEAD, Perdas de água, Perdas físicas, Padronização da ligação de água, Ligação de água. INTRODUÇÃO

A Sabesp tem adotado ao longo dos anos como postura básica, combater os desperdícios de água, entre os quais se inserem os vazamentos que ocorrem nos ramais prediais de água, principais responsáveis pelas perdas Reais (físicas) de água. Face ao exposto anteriormente, a partir do ano de 1992 foram contratados alguns trabalhos visando identificar e combater as causas das perdas de água, sendo que, em 1993, a partir de um trabalho contratado junto a uma empresa especializada, foi identificado que 95% dos vazamentos que ocorriam na rede de distribuição de água eram devidos a falhas nos ramais prediais, e, desse total, 80% eram vazamentos verificados em ramais prediais de PEAD que tinham sido implantados com o objetivo de substituir os ramais prediais de aço galvanizado, que apresentavam constantes casos de corrosão. O relatório é de outubro de 1993, com revisão em janeiro de 1994, e trata de um trabalho que foi desenvolvido com o objetivo de propor uma estratégia de redução de perdas globais de água. O título do relatório é: “Programa de redução de águas não faturadas”. Segundo o relatório, “a análise de 808 casos de vazamentos reparados”, confirma a importância que merece ser dada aos vazamentos em ramais prediais de PEAD e a importância das condições de execução e qualidade dos materiais utilizados nos ramais. O principal resultado desta análise indicou como principais responsáveis pelas perdas os tubos em 49% dos casos e adaptador, registro, curvas e juntas em 46% dos casos. Como a política vigente na Sabesp, iniciada bem antes da contratação deste trabalho, tem sido a de trocar os ramais de aço galvanizado por ramais de polietileno, à medida que vão surgindo vazamentos nos primeiros e considerando-se que este trabalho demonstrou que a taxa de vazamento verificada em ramais de polietileno

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23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental era normalmente elevada, e lembrando que há a necessidade de execução de milhares de novas ligações de polietileno, a cada mês, o impacto da troca sistemática dos ramais pode vir a ser relativamente baixo, em termos de redução de perdas, nas atuais condições. Portanto, o relatório recomendou que a questão do ramal predial de PEAD fosse enfrentada com alta prioridade, efetuando-se um diagnóstico técnico completo de todos os aspectos concernentes à sua execução. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi fazer um diagnóstico profundo das falhas nos ramais prediais e a partir dele estabelecer um plano de ações corretivas destinado a combater os vazamentos identificados. O desenvolvimento desse trabalho contou com a parceria do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT. METODOLOGIA ADOTADA

A metodologia do desenvolvimento do trabalho consistiu de um diagnóstico das falhas nos ramais prediais de água, elaborado em parceria com o Instituto de Pesquisas tecnológicas (IPT). A partir desse diagnóstico foram definidas e implantadas três linhas básicas de ação, quais sejam: melhoria da qualidade dos materiais, melhoria da qualidade dos serviços através de um programa de treinamento e adoção do Sistema de Registro de Falhas (SRF) como ferramenta de gestão. Para possibilitar o diagnóstico das falhas nos tubos de polietileno e conexões pertencentes ao ramal predial de água, inicialmente foi realizado um levantamento das principais falhas e elaborou-se uma folha de campo para padronizar o registro das mesmas. A seguir, foi elaborado um sistema informatizado para o lançamento das falhas registradas e emissão de relatórios que possibilitassem a análise das mesmas. O SRF foi implantado em várias unidades de negócio da Sabesp, tanto da capital, como do litoral e interior visando conhecer o problema de forma abrangente. O diagnóstico das falhas que ocorrem nos ramais, a partir da análise dos relatórios apresentando a quantidade e a tipologia de falhas, permitiu a definição e implantação de um conjunto de ações para atacar o problema de forma sistêmica, como segue:

• Definição e adoção de um padrão na montagem do ramal predial de água;

• Elaboração de Normas Técnicas Sabesp (NTS), mais exigentes quanto ao desempenho dos materiais, visando garantir a qualidade dos materiais aplicados;

• Programa de treinamento com o desenvolvimento e disseminação de um procedimento de execução dos serviços de instalação e reparo dos ramais prediais de água conforme padrão definido, e adoção de ferramentas adequadas, visando reduzir as falhas decorrentes de má execução;

• Intensificação do controle de qualidade dos materiais adquiridos;

• Adoção do SRF de forma sistemática, como ferramenta de controle e apoio às decisões gerenciais, inclusive para avaliar o efeito das mudanças e ações adotadas.

PRIMEIRA ETAPA: LEVANTAMENTO DAS FALHAS

O levantamento das falhas ocorrentes nos ramais prediais de PEAD foi feito a partir de uma série de visitas à campo realizadas por técnicos do IPT junto com as equipes da Sabesp em várias unidades da Sabesp do litoral, interior e região metropolitana de São Paulo. Após essas visitas foi feito o diagnóstico qualitativo dessas falhas, onde cada uma delas foi perfeitamente identificada e associada às suas prováveis causas e origens. Com base nesse levantamento, foi feito o diagnóstico quantitativo da situação, determinando-se um Gráfico de Pareto das falhas anteriormente identificadas.


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental O diagnóstico qualitativo e quantitativo assim determinado foi o referencial técnico necessário para o estabelecimento das ações corretivas e preventivas, destinadas a combater os vazamentos. Dentre tais ações destacou-se a proposta de implantação, no âmbito da empresa, de um sistema de registro das ocorrências de falhas com o detalhamento técnico necessário e suficiente para permitir a qualquer momento dispor de forma atualizada do diagnóstico feito. Nesse sentido, o sistema de registro das falhas de vazamento foi implantado em vários departamentos da Sabesp. O trabalho constituiu em caracterizar cada tipo de falha, observada nos estudos, e estabelecer, para cada uma delas, as suas causas e origens. A causa ou as causas de uma falha são entendidas, nesse trabalho, como as razões imediatas que explicam o porquê da falha ter ocorrido. A origem ou as origens de uma falha são entendidas como os acontecimentos anteriores à ocorrência da falha, pelos quais formaram-se as condições necessárias e suficientes para que a falha ocorresse da forma como se deu.

1. Microfuros no trecho central do tubo A falha, nesse caso, se caracterizou pelo surgimento de furos muito pequenos, distribuídos transversalmente no trecho central do tubo do ramal predial, entendido como o trecho fora da influência dos adaptadores. A fotografia apresentada a seguir ilustra um caso de microfuros no trecho central no tubo de polietileno.

Pode-se dizer que este tipo de defeito é decorrente de falhas no processo de produção do tubo e não conseqüência de um processo degradativo do material utilizado na sua fabricação. Neste sentido, a causa do surgimento de microfuros pode ser atribuída a má fabricação do tubo de PEAD, que engloba tanto a parte de especificação, matéria prima utilizada, ou processo de fabricação propriamente dito, que é a extrusão do tubo. A extrusão do tubo consiste na extrusão de um composto de polietileno, adequadamente aditivado, fornecido pelo produtor da resina, ou na extrusão de um composto obtido pela mistura da resina base com o “master batch”. As origens dessa má fabricação podem ter sido quatro e elas estão apresentadas logo a seguir. Cada uma das origens pode ter contribuído de forma isolada para que a falha ocorresse. A conjugação de duas ou mais dessas origens, conduzindo o tubo à falha, parece ser a alternativa mais provável. Em primeiro lugar, o composto de polietileno pode ter sido mal formulado, a partir de falhas qualitativas, na seleção dos aditivos e dos pigmentos utilizados, ou de falhas quantitativas, na definição das quantidades desses materiais. Nesta situação, acabou resultando um composto de polietileno de má qualidade para a extrusão do tubo. Em segundo lugar, o composto de polietileno pode ter sido mal preparado, na medida em que os aditivos e os pigmentos utilizados não tenham sido adequadamente dispersos.


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Em terceiro lugar, o tubo de PEAD pode ter sido mal extrudado. Neste caso, houve algum erro na regulagem do equipamento que produz o tubo, como por exemplo, nos ajustes das temperaturas, nas velocidades da extrusão, nas características de resfriamento do processo e outras. O composto pode ser de boa qualidade, mas ter sido processado de maneira inadequada e resultar em um produto defeituoso. Em quarto lugar, por fim, o tubo de PEAD pode ter sido mal fabricado por falta de controle eficaz da qualidade durante a produção toda, englobando, inclusive, a fase de fabricação do composto. Neste sentido, podem ter sido utilizados materiais inadequados, como materiais reciclado, durante a preparação do composto destinado à extrusão.

2. Corte na extremidade do tubo, provocado pelo adaptador A falha, nesse caso, se caracterizou pelo surgimento de um corte na extremidade do tubo de PEAD, na região onde o anel cônico comprime o tubo, com a força necessária para evitar que, quando a rede pública estiver em carga, a pressão da água expulse o anel vedante do adaptador ou um esforço, transmitido pelo solo, remova a extremidade do tubo de dentro do citado adaptador. Essa falha apresentou duas causas diferentes, apresentadas a seguir, que podem ter contribuído de forma separada ou conjunta para a sua ocorrência. Uma das causas foi a má fabricação do tubo de PEAD, que engloba a produção tanto do material utilizado como do tubo, exatamente da mesma forma como já foi explanado no item anterior (ver 1). Como conseqüência dessa má fabricação, o tubo apresentou menor resistência superficial a penetração de corpos mais duros que ele. Aqui também podem ser consideradas válidas, como no caso anterior, as mesmas origens que foram relacionadas para uma causa dessa natureza. A outra das causas foi o torque excessivo aplicado no adaptador durante a instalação do ramal predial. As origens desse torque excessivo podem ter sido duas e elas estão apresentadas logo a seguir. Cada uma das origens pode ter contribuído de forma isolada para que a falha ocorresse. A conjugação das duas origens, conduzindo o tubo à falha, parece ser a alternativa mais provável. Em primeiro lugar, o adaptador pode ter sido mal projetado. O torque de valor muito alto, exigido para sua montagem, pode ser devido às características do material utilizado na fabricação do anel cônico ou às características geométricas desse último. Dentre essas características geométricas, merece maior atenção a altura dos “dentes” com que o anel cônico “morde” a extremidade do tubo. Relembrando, a estanqueidade da junta entre adaptador e tubo é dada por um anel vedante. A função do anel cônico e da porca que o comprime contra o tubo é impedir que o anel vedante seja expulso do adaptador pela pressão da água que passa pelo ramal predial. Então: • o material utilizado na fabricação do anel cônico não deve ser tão duro que possa ferir em excesso o tubo; • o anel cônico não deve ser fabricado com arestas muito vivas que “mordam” excessivamente o tubo

quando do aperto da porca do adaptador (o ideal é que a superfície interna do anel cônico seja lisa); • o adaptador não deve ser uma peça “dura” de ser montada, que leve o instalador a realizar grandes

esforços sempre que for instalar um. Em segundo lugar, o instalador pode ter sido mal treinado e, neste sentido, aplica torques excessivos, porque ainda não foi adequadamente advertido sobre os problemas que podem ser gerados com tal prática. A rigor, a montagem e a desmontagem dos adaptadores devem ser feitas apenas com esforço manual, sem o emprego de qualquer tipo de ferramenta. Evidentemente, o projeto do adaptador deve considerar essa exigência de forma apropriada, para garantir que a sua qualidade, mais a qualidade de uma instalação bem executada, sejam fatores que contribuam para se alcançar um ramal predial sem vazamentos de água.

3. Desengate da extremidade do tubo A falha, nesse caso, se caracterizou pelo deslocamento da extremidade do tubo de PEAD, de dentro para fora do adaptador (na direção axial). A causa desta falha deve ser atribuída a combinação provável de dois fatores. Um dos fatores foi o próprio deslocamento do solo, devido a uma movimentação (recalque) provocada pela má compactação do mesmo, quando o tubo de PEAD foi enterrado na vala, ou, ainda, devido às vibrações transmitidas pelo solo e, provavelmente, geradas na via pública, pelo tráfego de veículos. O outro fator foi a instalação de um tubo de PEAD muito esticado, ou seja, um tubo cujo comprimento apresentou valor não


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental suficientemente maior que o valor daquilo que seria o comprimento do ramal predial, medido, em linha reta, entre a tomada de água na rede pública e o adaptador do cavalete. As origens da utilização de um tubo muito esticado e da má compactação do solo, quando do reaterro da vala, são, na verdade, apenas uma, a saber, a má instalação do ramal predial e, consequentemente, o fato do instalador estar mal treinado. A boa prática exige que o segmento de tubo de PEAD, a ser instalado, seja cortado com comprimento maior que a distância do cavalete ao registro da rede pública, em cerca de 50 cm. Neste mesmo sentido, ela exige que, no reaterro, o solo seja compactado com soquete manual, em camadas, de maneira que o solo, daí resultante, seja semelhante ao solo das paredes laterais da vala.

4. Furo no tubo, provocado por equipamento que estrangula o fluxo de água A falha, nesse caso, se caracterizou pelo surgimento de furos ou fissuras em determinada seção do tubo de PEAD que, anteriormente, por ocasião da instalação do ramal predial, tinha sido mecanicamente estrangulada pelo instalador. A fotografia apresentada a seguir ilustra um caso onde o furo no tubo de polietileno foi provocado pelo uso de estrangulador de vazão inadequado.

O estrangulamento do tubo é necessário para a execução do reparo de vazamento no tubo de PEAD. O procedimento, usualmente empregado, para a execução do estrangulamento do tubo de PEAD, consiste em comprimir mecanicamente uma seção do tubo, até que o fluxo da água seja interrompido e, depois, mantê-la nessas condições, até que o serviço que estiver sendo feito seja completado. A compressão mecânica da seção do tubo é feita manualmente com o auxílio de um equipamento específico. Existem diversos tipos de equipamento, sendo um deles inclusive recomendado pelos fabricantes de tubos de PEAD. Contudo, há uma variedade de tipos que são bastante utilizados mas que não são recomendados. O equipamento recomendado é conhecido por “estrangulador de vazão”. Através dele, o estrangulamento da seção do tubo é obtida pela aproximação gradativa de dois segmentos cilíndricos paralelos (roletes de esmagamento). Tal aproximação é feita a partir da rotação de uma haste rosqueada, cuja extremidade empurra um dos cilindros contra o outro. Dentre os equipamentos não recomendados existe um muito utilizado que é conhecido por “capa-bode”. Ele é fabricado pelos próprios instaladores com ferro de construção de ½ polegada e tem a forma de um quebra-nozes (uma alavanca inter-resistente). A falha, de que trata a presente seção do trabalho, apresentou duas causas diferentes, apresentadas a seguir, que podem ter contribuído de forma separada ou conjunta para a sua ocorrência. Uma das causas foi a má fabricação do tubo de PEAD, que engloba tanto a parte da formulação do material utilizado como a parte da extrusão do tubo, exatamente da mesma forma como já foi explanado anteriormente. Como conseqüência dessa má fabricação, o tubo apresentou uma resistência ao esmagamento insatisfatória e pode ter sido danificado mesmo se na sua instalação foi utilizado um estrangulador de vazão do tipo


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental recomendado pelo fabricante. Aqui também podem ser consideradas válidas, como no caso anterior, as mesmas origens que foram relacionadas para uma causa dessa natureza. A outra das causas foi o emprego de um capa-bode para estrangulamento do tubo de PEAD durante a instalação do ramal predial. A origem da falha desta segunda causa é basicamente uma, a saber, o instalador foi mal treinado e, neste sentido, emprega o capa-bode porque ainda não foi adequadamente advertido sobre os problemas que podem ser gerados com tal prática.

5. Furo no tubo, provocado por elemento perfurante existente na vala e por vibrações transmitidas pelo solo

A falha, nesse caso, se caracterizou pelo surgimento de furos ou fissuras em um determinado ponto do tubo de PEAD enterrado, provocados por algum elemento perfurante, existente junto dele, quando ambos, o tubo e o elemento perfurante, foram atingidos por vibrações transmitidas pelo solo e provavelmente geradas na via pública, pelo tráfego de veículos. A fotografia apresentada a seguir ilustra um caso em que o furo (praticamente umrasgo) na região central do tubo de polietileno foi devida a presença de elemento perfurante na vala.

O elemento perfurante era uma pedra ou um outro objeto qualquer que apresentasse pontas ou arestas capazes de perfurar ou fissurar a parede do tubo. Da mesma forma, a falha também poderia ter sido provocada por pontas ou arestas perfurantes existentes nas paredes ou fundo da própria vala, onde o tubo tinha sido enterrado, e que não tinham sido devidamente eliminadas ou neutralizadas quando da instalação do ramal predial. Utilizando-se uma expressão de caráter mais geral, a causa dessa falha deve ser atribuída simplesmente à má instalação do tubo de PEAD. Buscando-se uma expressão que defina, de forma mais exata, qual parte dessa instalação foi a responsável pela falha, a causa deve ser atribuída à instalação deficiente do tubo na vala. A origem dessa má instalação do tubo de PEAD é, basicamente, uma, a saber, o instalador foi mal treinado. Neste sentido, ele instala o tubo na vala sem perceber que a sua conformação ou a existência de algum objeto perfurante por perto podem significar risco de dano futuro ao tubo. O instalador deve fazer uma separação adequada dos materiais provenientes da escavação da vala. Assim, de um lado, devem ser colocadas as pedras e materiais pontiagudos (material inicial da escavação) e, de outro lado, devem ser colocados os materiais finos como terra e areia. Os materiais resultantes de uma quebra de pavimento asfáltico devem ser totalmente separados, para depois serem descartados. No enchimento da vala, os materiais mais finos devem ser lançados primeiro e compactados de forma apropriada, de modo a envolver totalmente o ramal predial. Os outros materiais provenientes da escavação devem ser lançados depois, com exceção daqueles provenientes da quebra do pavimento asfáltico. Quando for o caso, o instalador deve fazer uma adequada preparação do fundo da vala ou de suas paredes, regularizando eventuais conformações de


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental maior risco. Algumas vezes, o fundo da vala deve ser coberto com uma camada de areia ou terra devidamente compactada. No final da instalação, o tubo de PEAD deve estar protegido de forma segura, com o envolvimento de terra ou areia fina e sem a presença próxima de pedras ou elementos perfurantes equivalentes.

6. Falta de estanqueidade da junta mecânica A falha, nesse caso, se caracterizou pelo vazamento de água através de algum ponto da junta mecânica que é formada entre a extremidade do tubo de PEAD e um adaptador ou uma união. Essa falha apresentou três causas diferentes, apresentadas a seguir. Uma delas (não utilização do anel vedante), quando ocorreu, contribuiu de forma isolada para que a falha se desse. As outras duas podem ter contribuído de forma separada ou conjunta para a ocorrência da falha. Uma das causas foi a ausência do anel vedante na junta mecânica não estanque. Há duas razões básicas para explicar porque o anel vedante não estava presente na junta: uma delas, aleatória, consiste no fato do anel vedante poder ter caído do adaptador durante a montagem da junta; a outra razão consiste no fato do instalador ter esquecido de colocar o anel vedante. A possibilidade de esquecimento do anel vedante e, mesmo, a possibilidade dele ter caído durante a montagem são maiores, quando não são empregados os tipos de adaptadores que possuem os anéis vedantes presos nos canais de alojamento existentes nos seus corpos básicos. Neste caso, o anel vedante mais o corpo básico, o anel cônico e a porca de aperto constituem um conjunto de componentes que devem ser manuseados de forma apropriada pelo instalador para que a junta mecânica seja executada. No caso de adaptador com anel vedante preso no seu corpo básico, os pontos de atenção e cuidados do instalador são menores e os riscos de falha são minimizados. As origens dessa ausência do anel vedante podem ter sido duas e elas estão apresentadas logo a seguir. Cada uma das origens pode ter contribuído de forma isolada para que a falha ocorresse. A conjugação das duas origens, conduzindo a não estanqueidade da junta mecânica, parece ser a alternativa mais provável. • Em primeiro lugar, o adaptador pode ter sido mal concebido no sentido em que o seu projeto não

considerou suficientemente as condições de campo em que as juntas são executadas pelos instaladores. Este é o caso quando se utiliza adaptador onde o anel vedante não fica preso no seu corpo básico.

• Em segundo lugar, o instalador pode ter sido mal treinado e, neste sentido, executa juntas mecânicas não estanques porque ainda não foi adequadamente advertido sobre os problemas que podem ser gerados se não for suficientemente atencioso com a questão da colocação do anel vedante, principalmente quando usa adaptadores em que o anel vedante tem de ser corretamente posicionado durante a sua execução.

A segunda causa foi um erro dimensional da sede do anel vedante. O anel vedante é alojado em uma sede cujas tolerâncias dimensionais e de forma são críticas e devem ser rigorosamente obedecidas para garantir a estanqueidade da junta. No caso da presente falha, o diâmetro interno da sede do adaptador deve ter apresentado valor superior ao limite máximo recomendado para o bom desempenho do anel vedante ou, então, a sede apresentou uma ovalização excessiva. As origens desse erro dimensional da sede do anel vedante podem ter sido duas e elas estão apresentadas logo a seguir. Cada uma das origens pode ter contribuído de forma isolada para que a falha ocorresse. A conjugação das duas origens, conduzindo a não estanqueidade da junta mecânica, parece ser a alternativa mais provável. • Em primeiro lugar, o adaptador pode ter sido mal projetado. Neste sentido, uma sede com diâmetro

interno muito grande e ineficaz ou uma ovalização excessiva podem ser devidas ao fato de que, no projeto do adaptador, o valor do diâmetro foi originalmente especificado de forma errada (tanto no que se refere ao valor propriamente dito do diâmetro como aos valores estabelecidos para suas tolerâncias de fabricação, incluindo a ovalização).

• Em segundo lugar, o adaptador pode ter sido mal fabricado, porque ocorreu descontrole da qualidade, durante sua produção. Uma das dimensões mais importantes do molde para injeção do corpo básico não foi devidamente controlada.

A terceira e última causa foi a danificação do anel vedante, provocada pela extremidade do tubo de PEAD. Antes de ser introduzido no corpo básico do adaptador, a extremidade do tubo deve ser adequadamente cortada e chanfrada, por dois motivos básicos: facilitar a entrada e não danificar o anel vedante. Os fabricantes de tubos de PEAD recomendam ferramentas próprias para execução destas operações, que garantem a perpendicularidade do corte e a uniformidade do chanfro. Mas, na prática, são utilizadas diversas ferramentas


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental não recomendadas, como facas, canivetes, estiletes e outras, que são responsáveis pela ocorrência da falha. A origem desta terceira causa é basicamente uma, a saber, o instalador foi mal treinado e, neste sentido, emprega facas, canivetes e outras ferramentas porque ainda não foi adequadamente advertido sobre os problemas que podem ser gerados com tal prática. Duas questões importantes, associadas à origem identificada do problema de danificação do anel vedante, provocada pela extremidade do tubo de PEAD, devem ser consideradas. Em primeiro lugar, cabe mencionar que representa um risco permanente à qualidade dos ramais prediais, a serem instalados, o fato de sistematicamente serem utilizados, pelos instaladores, as facas e outras ferramentas inadequadas para cortar e chanfrar a extremidade do tubo de PEAD. Em segundo lugar, cabe alertar que se o desempenho de um ramal predial pode vir a ser prejudicado porque as facas, canivetes e outras estão sendo utilizadas, então parece haver falhas na fiscalização instituída pela empresa.

7. Trinca em adaptador submetido a esforços de flexão A falha, nesse caso, se caracterizou pela trinca do adaptador. Esse componente, quando instalado, fica submetido a esforços de flexão, que são transmitidos pelo tubo de PEAD e que são devidos a movimentação do solo (recalque), provocada pela má compactação do mesmo, quando o tubo de PEAD é enterrado na vala. Nesse sentido, a falha apresentou duas causas diferentes, apresentadas a seguir, que podem ter contribuído de forma separada ou conjunta para a sua ocorrência. Uma das causas desta falha pode ser atribuída ao deslocamento do solo, provocado pela sua movimentação (recalque) ou devido às vibrações por ele transmitidas e, provavelmente, geradas na via pública, pelo tráfego de veículos. A origem da má compactação do solo, quando do reaterro da vala, reside da má instalação do ramal predial e, consequentemente, do fato do instalador estar mal treinado. A boa prática exige que, no reaterro, o solo seja compactado com soquete manual, em camadas, de maneira que o solo, daí resultante, seja semelhante ao solo das paredes laterais da vala. A outra das causas desta falha pode ser atribuída a má qualidade do adaptador nos seus aspectos de projeto, de especificação do material utilizado e da fabricação propriamente dita. Como no caso da extrusão do tubo de polietileno, a injeção de uma peça, fabricada com um determinado material plástico (PVC ou polipropileno, por exemplo), consiste na injeção de um composto deste material plástico, adequadamente aditivado, fornecido pelo produtor da resina, ou na injeção do composto obtido pela mistura da resina base com o “master batch”. A resina base é obtida adicionando-se aditivos ao polímero base do plástico utilizado. O “master batch”, que é o composto concentrado, é obtido adicionando-se pigmentos a essa resina base. As origens da má qualidade do adaptador podem ter sido cinco e elas estão apresentadas logo a seguir. Cada uma das origens pode ter contribuído de forma isolada para que a falha ocorresse. A conjugação de duas ou mais dessas origens, conduzindo o tubo à falha, parece ser a alternativa mais provável. Em primeiro lugar, o adaptador pode ter sido mal projetado, quanto a formas de risco e subdimensionamento das partes. Em segundo lugar, o composto do material plástico utilizado na injeção pode ter sido mal formulado, a partir de falhas qualitativas, na seleção dos aditivos e dos pigmentos utilizados, ou de falhas quantitativas, na definição das quantidades desses materiais. Nesta situação, acabou resultando um composto de má qualidade para a injeção da peça. Em terceiro lugar, o composto do material plástico utilizado na injeção pode ter sido mal preparado, na medida em que os aditivos e os pigmentos utilizados não tenham sido adequadamente dispersos. Em quarto lugar, cada uma das peças, que constituem o adaptador, pode ter sido mal injetada. Neste caso, houve algum erro na regulagem do equipamento que produz as peças, como por exemplo, no ajuste das temperaturas, na pressão de injeção, nas características do resfriamento do processo e outras. As peças injetadas podem ter apresentado trincas na linha de emenda (ou linha de ressoldagem). Esse defeito pode ter sido ocasionado, por exemplo, pela contaminação do molde de injeção ou pela refrigeração deficiente durante o processo de injeção. Em quinto lugar, a peça injetada pode ter sido mal fabricado por falta de controle eficaz da qualidade durante a produção toda, englobando, inclusive, a fase de fabricação do composto. Neste sentido, podem ter sido


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental utilizados materiais inadequados, como sucatas de procedência desconhecida, durante a preparação do composto destinado à injetora.

8. Trinca em componente rosqueado fabricado em material plástico A falha, nesse caso, se caracterizou pela ocorrência de trincas ou fissuras em componentes rosqueados, fabricados em material plástico, para os quais a estanqueidade da junta, entre eles e outros componentes (também fabricados em plástico ou não), é garantida pelo aperto da rosca. Na prática, a estanqueidade desse tipo de junta é obtida aplicando-se uma fita veda-rosca, ou produto similar, sobre a rosca externa de um dos componentes e, ainda, aplicando-se um certo torque nos componentes a serem rosqueados. A quantidade de fita veda-rosca e a intensidade do torque são valores determinados pelo conhecimento e experiência do instalador. Os catálogos e folhetos distribuídos pelos fabricantes destes componentes geralmente não divulgam estas informações. A causa dessa falha deve ser atribuída ao torque excessivo, aplicado pelo instalador na montagem de componentes rosqueados, fabricados em material plástico, que são utilizados na execução do ramal predial. A origem desse torque excessivo foi apenas uma, a saber, o instalador foi mal treinado. Neste sentido, ele aplica torques de valores muito altos, provavelmente com o auxílio de uma ferramenta como chave de grifo ou outra similar, porque não foi ainda adequadamente advertido sobre os problemas que podem ser gerados com tal prática. Depois de se verificar o arranjo das unidades e suas dimensões, de posse dos valores das vazões atual e pretendida e após fazer uma análise dos relatórios operacionais, que continham os parâmetros de qualidade da água nos últimos quatro anos, realizaram-se ensaios de coagulação-floculação-decantação em aparelhos de “jar-test”, com dois tipos de água bruta coletadas a jusante da calha Parshall, em épocas de seca (água tipo A) e em épocas de chuva (água tipo B), representando as situações que ocorrem normalmente em cada estação do ano. RESULTADOS DA PRIMEIRA ETAPA

Para fazer o diagnóstico quantitativo das falhas identificadas, determinando a freqüência com que cada uma ocorre na prática, foi realizado um levantamento de campo totalizando 270 ocorrências de vazamento em ramais prediais de PEAD distribuídos nos seis departamentos da área sob estudo. Na tabela apresentada a seguir, tem-se as porcentagens de ocorrência de cada falha.

Tipologia No. ocorrências Porcentagem (%)

Furo no trecho central do tubo 132 48,9

Trinca no adaptador 51 18,9

Vazamento na junta mecânica 29 10,7

Vazamento em junta rosqueada 18 6,7

Trinca no registro broca 14 5,2

Corte na extremidade do tubo 7 2,6

Trinca em componente rosqueado 6 2,2

Trinca em colar de tomada 6 2,2

Desengate da extremidade do tubo 4 1,5

Ferrule abandonado 2 0,7

Deslocamento do colar de tomada 1 0,4

Total 270 100,0


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental A tipologia das falhas usadas como referência para o trabalho de campo foi parcialmente modificada em função das informações obtidas durante o levantamento. Assim, na qualificação de microfissuras no trecho central do tubo de polietileno foram agregadas aquelas falhas identificadas como furos no tubo devido ao estrangulador de vazão e devido a elemento perfurante porque, na prática, não houve condições de diferenciar uma da outra. Além disso as falhas devidas a trinca em componente de PVC rígido foi dividida em duas outras, a saber, trinca no colar de tomada e trinca em registro broca. Por fim, foram ainda incluídas duas novas tipologias de falhas: vazamento em junta rosqueada e vazamento em ferrule abandonado por supressão do ramal. O Gráfico de Pareto correspondente está apresentado logo a seguir.

Pareto das falhas em ramais PEAD

35,3%

13,8%

19,0%

10,8%

6,7%5,2%

2,2% 1,9% 1,1% 0,4% 0,4% 0,4% 0,4%

2,6%

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

30,0%

35,0%

40,0%

SEGUNDA ETAPA: PADRONIZAÇÃO DO RAMAL

A partir dos resultados obtidos na primeira etapa, conclui-se pela padronização do ramal predial de água, conforme figura a seguir, e tendo como premissas básicas principalmente a diminuição do número de juntas, adoção de materiais de melhor qualidade e facilidade de instalação e reparo. Em função do exposto, foram desenvolvidos os seguintes projetos: 1. Elaboração de Normas Técnicas Sabesp (NTS), mais exigentes quanto ao desempenho dos materiais, visando garantir a qualidade dos materiais aplicados

Em função da aplicação do SRF e da grande incidência de vazamentos observados em tubos de polietileno e adaptadores, adquiridos e inspecionados conforme norma Brasileira, a Sabesp optou por desenvolver inicialmente Normas Técnicas Sabesp (NTS) tanto para tubos quanto para adaptadores e uniões. As normas foram desenvolvidas utilizando-se como texto básico a Norma Brasileira e Normas ISO e tendo como principal objetivo o controle de matéria prima, controle de processo e controle do produto acabado. Posteriormente, foram desenvolvidas NTS para colar de tomada, registro macho, cotovelo adaptador e Tê de


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Serviço, em conformidade com o padrão adotado e adotando-se as mesmas premissas adotadas na elaboração das normas para tubo, adaptador e união.

2. Programa de treinamento com o desenvolvimento e disseminação de um procedimento de execução dos serviços de instalação e reparo dos ramais prediais de água conforme padrão definido, e adoção de ferramentas adequadas, visando reduzir as falhas decorrentes de má execução

Em função da padronização do ramal foi elaborada apostila contendo todas as situações possíveis de execução de novas ligações e reparos a serem executados, exemplificando passo a passo todas as etapas dos serviços. Concluída a apostila foi elaborado e implantado projeto de bancada para treinamento dos funcionários em todas as unidades da Diretoria de Sistemas Regionais da Sabesp. Em função da quantidade de funcionários a serem treinados, atualmente vem sendo utilizado o SENAI para treinamento de funcionários da Sabesp lotados na região metropolitana de São Paulo e funcionários das empresas contratadas pela Sabesp para realização de serviços de ligação de água e reparo de vazamentos.

3. Intensificação do controle de qualidade dos materiais adquiridos

Visando acompanhar a qualidade dos materiais adquiridos, subsidiar o trabalho da área de inspeção de materiais da Sabesp e evitar a entrada de materiais de baixa qualidade nos almoxarifados da Sabesp, foi implantado um sistema de controle de qualidade dos materiais a ser aplicado nas ligações de água e reparos de vazamentos, denominado controle cruzado de materiais. Este controle inicialmente foi programado para um período de três anos, a ser estendido conforme os resultados alcançados. Esta atividade é realizada através da visita em todos os almoxarifados da Sabesp, retirada dos materiais referentes ao ramal predial e realização de ensaios no Instituto de Pesquisas Tecnológicos do Estado de São Paulo (IPT), conforme NTS, visando confrontar os resultados obtidos com as exigências de norma. Posteriormente face aos resultados são tomadas as providências necessárias para correção dos problemas encontrados.

4. Adoção do SRF de forma sistemática, como ferramenta de controle e apoio às decisões gerenciais, inclusive para avaliar o efeito das mudanças e ações adotadas

O sistema de registro de falhas (SRF), adotado inicialmente para o levantamento das falhas nos ramais, foi mantido como ferramenta de apoio gerencial e ampliado visando verificar também as falhas nos cavaletes e rede, de maneira a possibilitar o acompanhamento das falhas ocorrentes e o impacto das mudanças adotadas e realizar as correções de rumo necessárias de acordo com os resultados obtidos para os novos materiais aplicados. RESULTADOS DA SEGUNDA ETAPA

1. Implantação das Normas Técnicas Sabesp (NTS) Foram implantadas as seguintes normas Sabesp.

• NTS 048: Tubos de Polietileno para ramais prediais de água • NTS 175: Tê de serviço integrado para ramais prediais de polietileno de DE 20 e DE 32

derivados de tubulações da rede de distribuição de água de PVC ou polietileno, até DN 150 • NTS 177: Colar de tomada de material plástico para ramais prediais de DE 20 e DE 32,

derivados de tubulações da rede de distribuição de água em PVC ou polietileno, até DN 150 • NTS 179: Adaptador e união de material plástico para tubos de polietileno DE 20 e DE 32

para ramais prediais • NTS 227: Registro em liga de cobre para ramal predial • NTS 228: Cotovelo adaptador em liga de cobre para ramais prediais em PE, rosca fêmea 3/4"

x DE 20 e rosca fêmea 3/4" x 32 mm. 2. Divulgação e distribuição das apostilas e aquisição de ferramentas para treinamento dos

funcionários


http://10.7.193.40/td/nts/nts048.pdf

http://10.7.193.40/td/nts/Nts175.pdf


http://10.7.193.40/td/nts/NTS177.pdf







23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Foi implantada apostila para treinamento de funcionários, cuja capa é apresentada abaixo.

Execução de ligação e reparo de ramais prediais de água em Polietileno

Apostila de Treinamento

Abril / 2004 3. Implantação do controle cruzado de materiais Até a presente data já foram colhidos materiais em vários almoxarifados da Sabesp e realizados testes pelo IPT. Os resultados dos ensaios demonstram que os materiais estão em conformidade com as normas, e nos casos específicos onde existem não conformidades os fornecedores já foram convocados para fazer modificações nos materiais de forma a adequá-los as normas vigentes. Em virtude de o programa ter sido montado inicialmente para três anos, novos almoxarifados serão visitados e aqueles já visitados serão novamente visitados após a conclusão da primeira etapa de visita a todos os almoxarifados. 4. Adoção do SRF como ferramenta de controle e apoio às decisões gerenciais

O sistema de registro de falhas implantado na primeira etapa, para levantamento das ocorrências de falhas nos ramais prediais, foi adotado de forma definitiva e ampliado de maneira a levantar as falhas em cavaletes e redes, visando acompanhar os resultados das modificações introduzidas e fazer as correções necessárias. Até o presente momento não tem sido observado falhas nas novas peças introduzidas devido a padronização do ramal. Como ilustrações dos resultados são apresentados os gráficos a seguir.


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Houve um grande avanço no conhecimento das falhas que ocorrem nos ramais prediais de água e suas causas, em várias regiões de atuação da Sabesp, o que permitiu concluir que a abordagem dos problemas de perdas por vazamento em ramais prediais e de custo de manutenção, deve ser feita de forma sistêmica considerando-se não apenas a qualidade dos materiais, mas também os procedimentos de execução dos serviços, utilização de ferramentas adequadas, a qualificação da mão de obra e o acompanhamento sistemático das falhas com a verificação do resultado das ações de melhorias adotadas e eventuais correções. Assim, para se obter os resultados esperados, é fundamental a conscientização e mudança cultural de todos os envolvidos com a especificação, aquisição, estocagem e instalação dos materiais, quanto aos cuidados com a qualidade dos materiais e serviços e sua relação com as perdas de água e custos de manutenção. A definição do padrão do ramal predial não deve ser considerada estática, podendo ser revisada em função dos resultados do SRF, dos desenvolvimentos tecnológicos e dos novos materiais desenvolvidos em parceria com os fornecedores. Uma das barreiras encontradas, e a ser superada, é a visão de curto prazo quanto aos custos dos materiais que, na verdade, são pouco representativos no custo total do ramal. A economia inicial, com materiais de baixa qualidade, acaba sendo superada pelos conseqüentes custos de manutenção, além das perdas de água e desgaste da imagem da companhia. novas peças introduzidas devido a padronização do ramal. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Cover, Trish Johnson & Rose, Tammy. Water Audits and Water Use Analysis in the Regional Municipality of Ottawa-Carleton; 1996; Conf Proc; AWWA;

2. BORBA Jr., E. F. Programa Especial de Redução de Perdas 198/83 na Região Metropolitana de São Paulo. Revista DAE, 119, p. 88-96. 1978.

3. BORGES, P. R. Indicadores de Desempenho para Controle de Perdas em Sistemas de Abastecimento de Água. In: 15º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Bilena, Pará. Anais. Vol 2, Tomo I. 1989.

4. BORGES, P. R.; ONOFRE, R.M.S. Setores de Abastecimento e o Controle de Perdas de Água na Região Metropolitana de São Paulo. In: 17º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, Natal, R.N. Anais. Vol. 2. Tomo II. Setembro, 1993.

5. COELHO, A. C. Medição de Água e Controle de Perdas. Rio de Janeiro. Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental. 1983. 339p.

6. IPT. Relatório Técnico Nº 35.695 de 29/08/1997. 7. IPT. Relatório Técnico Nº 36.907 de 31/08/1998. 8. IPT. Relatório Técnico Nº 49.539 de 09/01/2001.


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