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Resiste a cargas externas moderadas No resiste a presses internas Grande peso Geralmente utilizado em escoamento livre Utilizado para grandes dimetros Concreto Armado Concreto Armado Materiais das tubulaes Utilizado para coletores de esgoto com dimetro igual ou maior que 400 m, principalmente nos: Coletores tronco; Interceptores e Emissrios Concreto Armado Materiais das tubulaes

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  • 1. Dissertao apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para obteno do ttulo de Mestre em Engenharia. NELSON BEVILACQUA MATERIAIS DE TUBULAES UTILIZADAS EM SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS SANITRIOS. ESTUDO DE CASO DA REA NORTE DE SO PAULO SO PAULO 2006

2. rea de Concentrao: Engenharia Hidrulica e Sanitria Orientador: Prof. Dr. MILTON TOMOYUKI TSUTIYA Dissertao apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para obteno do ttulo de Mestre em Engenharia. NELSON BEVILACQUA MATERIAIS DE TUBULAES UTILIZADAS EM SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS SANITRIOS. ESTUDO DE CASO DA REA NORTE DE SO PAULO SO PAULO 2006 3. Aos meus pais Nelson e Neuza pela formao, dedicao e apoio em todos os momentos de minha vida, minha esposa rika pelo apoio, compreenso e incentivo e aos meus filhos Yasmin e Gustavo pela alegria que trouxeram minha vida. 4. AGRADECIMENTOS Agradeo todos aqueles que direta ou indiretamente contriburam para a elaborao desse trabalho e, em especial: Aos meus pais, Nelson e Neuza, pela formao, dedicao, apoio e incentivo, sem os quais esse trabalho no seria possvel; minha esposa, rika, pela pacincia, compreenso, e incentivo durante a elaborao deste trabalho; Aos meus filhos Yasmin e Gustavo, que nasceram durante esse trabalho e vieram alegrar minha vida com a sua presena; Ao meu cunhado Hermes pela sua imensa prestatividade e incansvel ajuda; Aos meus sogros, Jlio e Marie, minhas irms Rozana e Solange, meus cunhados Francisco e Armando, meus sobrinhos, Pietro, Lucas e Bruna pelo apoio e incentivo; Ao meu orientador, professor Milton Tsutiya, que com toda dedicao e presteza me conduziu nesta jornada; Ao professor Roque Passos Pivelli, pela orientao inicial, compreenso, apoio e incentivo; Aos professores Wanderley da Silva Paganini e Lvio Abraos pelas valiosas informaes fornecidas. Aos companheiros da Sabesp, Mrio Gomes Filho, Guilherme Machado Paixo, Jos Jlio Pereira Fernandes e Mrio Alba Braghiroli por terem permitido, apoiado e incentivado a realizao deste passo importante em minha carreira; 5. Aos Sabespianos Paulo da Silva, Csar Ridolpho, Jurandir Benedito, Agustn Garcia, Paulo Guilhem, Eloy Corral, Gilberto Sinatolli, Roberto Takahashi, Waldyr Nogueira, Luiz Paulo Madureira, Jos Faria, Sylvio Zonaro, Arnaldo Cruz, Francisco Tatit, Sonia Maria M. de S. Lima, Hlinton Jos Paiva, Nelson Massahiro, Marco Aurlio Calderoni e todos colegas da Sabesp que dedicaram parte seu precioso tempo fornecendo informaes que muito contriburam para a elaborao desse trabalho. Aos funcionrios do Departamento de Hidrulica da Escola Politcnica da USP, em especial Iara, pela presteza, pacincia e profissionalismo que nos atendeu durante estes trs anos; Aos meus colegas de trabalho, pelo incentivo, encorajamento e apoio; Aos meus amigos, Eduardo Bronzatti Morelli, Snia Diniz, Leandro Nunes, Silene Baptistelli e Paula Vilela pela ajuda e companheirismo no decorrer do curso; s empresas: G-Tec e Construcap, pelo fornecimento de dados valiosos utilizados nessa pesquisa. 6. RESUMO Este trabalho descreve os diversos materiais que podem ser utilizados nas tubulaes de sistemas de esgotos sanitrios, apresenta suas principais caractersticas, a hidrulica das tubulaes, principais fabricantes, aspectos construtivos, operao e manuteno e comentam-se as normas tcnicas referentes a esses materiais. Os dados apresentados foram obtidos atravs de pesquisa na rea norte de So Paulo cujo sistema operado pela Sabesp, consultando-se as unidades funcionais de projeto, apoio tcnico, operao, manuteno e obras da Sabesp. Destaca-se a preferncia pelo uso das tubulaes de PVC para a implantao e manuteno das ligaes prediais e redes coletoras devido s vantagens de sua aplicao, tais como: facilidade de transporte e manuseio, maior produtividade, menos problemas operacionais, praticidade e segurana. Para coletores de maiores dimetros e interceptores h preferncia pelos tubos de PRFV, PVC e PEAD e pelo sistema de tubo de concreto cravado. Na escolha do melhor material a ser utilizado, deve-se considerar alm das caractersticas dos esgotos, a resistncia, a disponibilidade, a facilidade de transporte, e custos desse material . Deve-se, tambm se levar em conta, o mtodo aplicado na construo e as condies locais da obra. Como principais concluses, destaca-se a viabilidade econmica da utilizao do PVC em relao ao tubo cermico nas obras de redes e ligaes, e a tendncia da utilizao de PRFV e PEAD na implantao de novos coletores com dimetro de 300 a 500mm. Recomenda-se a utilizao de juntas elsticas nas tubulaes cermicas e a especificao do tipo de material precedida de estudos amplos de viabilidade que considerem a sua vida til, praticidade de aplicao, custos, aspectos ambientais, operao, manuteno, segurana e rapidez na implantao da obra. 7. ABSTRACT This dissertation describes the various materials used in sanitary sewer systems, presents their main characteristics, pipeline hydraulics and manufacturers. It also features construction, operational and maintenance aspects for the different materials as well as the technical regulations concerning these materials. Data were collected in the Northern area of So Paulo, whose sewer system is operated by Sabesp, through research in the following functional units: project, technical support, operations, maintenance and construction. This study highlights the operation areas preference for PVC pipes for building and maintenance of sewage connections and sewers because its advantages such as: ease of transportation and handling, greater productivity, less operational problems, practicity and safety. For large diameter trunk sewers and interceptors, FRP (Fiberglass reinforced plastic), PVC (Polyvinyl chloride) and PE (Polyethylene) pipes and Jacking Pipe system are usually the choice. In the selection of the best material, one should consider the wastewater characteristics and the material resistance, availability, ease of transportation and cost. The construction methods and local conditions should also be taken into account in this process. In conclusion, this study stresses the economical viability of PVC pipes over ceramical pipes in sewers and connections, the tendency to use FRP and PE in new 300 to 500- mm- diameter trunk sewers and recommendation for the use of elastic joints with ceramical pipes. Lastly, the specification of the type of material to be used should be preceded by broad viability studies that consider its required life, practicity, cost, environmental aspects, operational and maintenance aspects and safety in the building process. 8. SUMRIO Pgina 1 SUMRIO EXECUTIVO......................................................................... 01 2 INTRODUO.......................................................................................... 03 3 OBJETIVOS............................................................................................... 05 4 REVISO DA LITERATURA................................................................. 06 4.1 Introduo................................................................................................ 4.2 Principais caractersticas dos materiais................................................. 4.2.1 - Ao.......................................................................................................... 4.2.2 - PVC........................................................................................................ 4.2.3 - Polietileno............................................................................................... 4.2.4- Concreto................................................................................................... 4.2.5 - Ferro fundido.......................................................................................... 4.2.6 - Cermica................................................................................................. 4.2.7 - Plsticos em geral................................................................................... 4.2.8 - Fibrocimento........................................................................................... 4.3 - Hidrulica das tubulaes....................................................................... 4.3.1 Condutos livres...................................................................................... 4.3.2 Condutos forados................................................................................. 06 09 09 16 19 20 25 36 39 42 42 42 44 4.4 - Fabricantes de materiais........................................................................ 4.4.1 Cermica................................................................................................ 4.4.2 PVC........................................................................................................ 4.4.3 Ferro fundido dctil............................................................................... 4.4.4 Concreto................................................................................................. 4.4.5 Polietileno de Alta Densidade - PEAD.................................................. 4.4.6 Polister reforado com Fibras de Vidro - PRFV.................................. 4.5 - Aspectos construtivos............................................................................. 4.5.1 Escavao............................................................................................... 4.5.2 Escoramento........................................................................................... 49 49 51 53 54 56 57 59 59 59 9. 4.5.3 Assentamento......................................................................................... 4.5.4 Aterro e recobrimento de valas cavas e poos....................................... 4.5.5 Mtodos no destrutivos........................................................................ 4.6 Operao e manuteno das tubulaes............................................... 4.6.1 Cadastro do sistema............................................................................... 4.6.2 Projeto de coletores................................................................................ 4.6.3 Construo de coletores......................................................................... 4.6.4 Inspees peridicas............................................................................. 4.6.5 Registro de ocorrncias.......................................................................... 4.6.6 Educao sanitria................................................................................. 4.6.7 Infiltrao nas tubulaes de esgoto...................................................... 4.6.8 Contribuio de guas pluviais em sistemas de esgotos sanitrios........ 4.6.9 Equipamentos para a manuteno das tubulaes de esgotos............... 4.6.9.1 - Mquina de cabos helicoidais para ramais prediais Flexi cleaner.............................................................................................................. 4.6.9.2 Mini hidrojateamento Mini jet............................................... 4.6.9.3 Hidrojateamento de alta presso Sewer jet............................... 4.6.9.4 Mquina de varetas giratrias para coletores Sewer roder........... 4.6.9.5 Equipamento combinado de limpeza por hidrojateamento e suco por alto vcuo Vac- all............................................................................... 4.7 Corroso nas tubulaes ........................................................................ 4.8 Normas da ABNT e da Sabesp............................................................... 4.8.1 Normas da ABNT.................................................................................. 4.8.2 Normas da Sabesp.................................................................................. 64 72 74 82 82 82 82 82 83 83 84 86 87 87 88 89 90 90 91 95 95 99 5 MATERIAIS E MTODOS..................................................................... 5.1 Escolha da rea de pesquisa................................................................... 5.2 - Sistema de esgotos da rea de pesquisa................................................. 5.2.1- Vila Maria................................................................................................ 5.2.2 Pirituba................................................................................................... 5.2.3 Franco da Rocha..................................................................................... 5.2.4 Bragana Paulista................................................................................... 5.2.5 Coletores tronco e interceptores............................................................ 101 101 104 104 114 120 122 125 10. 5.3- Levantamentos de informaes............................................................... 6 RESULTADOS E DISCUSSO............................................................... 127 128 6.1 - Redes coletoras......................................................................................... 6.1.1- Vila Maria................................................................................................ 6.1.2 Pirituba................................................................................................... 6.1.3 Bragana Paulista.................................................................................... 6.1.4 Franco da Rocha.................................................................................... 6.2 - Ligaes prediais...................................................................................... 6.2.1- Vila Maria................................................................................................ 6.2.2 Pirituba................................................................................................... 6.2.3 Bragana Paulista.................................................................................... 6.2.4 Franco da Rocha.................................................................................... 6.3 Linhas de Recalque................................................................................. 6.3.1- Vila Maria................................................................................................ 6.3.2 Pirituba................................................................................................... 6.3.3 Bragana Paulista.................................................................................... 6.3.4 Franco da Rocha.................................................................................... 6.4 - Coletores Tronco e Interceptores........................................................... 6.5 Dimetro nominal, externo e interno das tubulaes.......................... 6.5.1 PVC........................................................................................................ 6.5.2 Cermica..........................................................................