TIPOS DE REVESTIMENTOS INTERNOS
Um revestimento interno tem a função de:
• garantir a manutenção do desempenho hidráulico da canalização ao longo do tempo;
• evitar todo o risco de ataque à parede interna metálica pelos líquidos transportados;
• manter a qualidade da água transportada;
• reduzir o atrito contra a parede (perda de carga).
DEFINIÇÃO
Tubos
Os revestimentos internos dos tubos fabricados pela Saint-Gobain Canalização podem ser classificados em três categorias, de acordo com a agressividade dos líquidos transportados:
• Revestimento com argamassa de cimento de alto-forno: apropriado para a grande maioria das águas brutas e potáveis;
• Revestimento com cimento aluminoso: apropriado para águas agressivas (águas doces, ácidas, fortemente abrasivas), efluentes domésticos e águas pluviais;
• Revestimento com poliuretano: apropriado para efluentes agressivos (industriais) e em trechos de canalização que necessite de uma proteção reforçada contra ataques ácidos químicos (pH<4).
Conexões
Os revestimentos internos das conexões podem ser classificados em três categorias, de acordo com a linha e aplicação:
• Pintura betuminosa;
• Pintura epóxi;
• Poliuretano.
ARGAMASSA DE CIMENTO
A proteção interna clássica dos tubos fabricados pela Saint-Gobain Canalização é constituída de uma argamassa de cimento de alto-forno ou aluminoso. Aplicados por centrifugação, os dois tipos de argamassa asseguram excelentes condições de escoamento hidráulico, conservadas ao longo do tempo e proteção eficaz da parede metálica do tubo. Além dessas características, a argamassa de cimento de alto-forno também garante a manutenção da potabilidade da água transportada.
Aplicado por centrifugação, o cimento de alto-forno assegura a manutenção da potabilidade da água transportada. Já o cimento aluminoso garante aluminoso excelentes condições de escoamento hidráulico, conservadas ao longo do tempo, e uma proteção eficaz da parede metálica do tubo.
PROCESSO DE APLICAÇÃO
O revestimento interno de cimento é aplicado por centrifugação. Neste processo, utilizado pela Saint-Gobain Canalização, o cimento é aplicado no tubo, que gira em grande velocidade, assegurando uma boa qualidade do revestimento. A argamassa de cimento é curada em seguida, a fim de se conseguir uma boa resistência mecânica. O processo da centrifugação possui a vantagem de produzir uma superfície interna lisa, composta de partículas mais finas e de reduzir a relação água/cimento por eliminação da água. As seguintes propriedades resultam deste processo:
• forte compactação e pouca porosidade da argamassa;
• pouca rugosidade;
• boa aderência do cimento.
ESCOAMENTO/DESEMPENHO HIDRÁULICO
A argamassa de cimento apresenta uma superfície interna de baixa rugosidade, o que favorece o escoamento, diminuindo as perdas de carga e garantindo, ao longo do tempo, o desempenho hidráulico. O coeficiente de rugosidade (fórmula de COLEBROOK) de um só tubo é k = 0,03mm. A Saint-Gobain Canalização recomenda, entretanto, utilizar no dimensionamento de redes de água potável o valor k = 0,1mm, a fim de levar em conta as diversas perdas de cargas localizadas.
MECANISMO DE PROTEÇÃO
O revestimento interno de argamassa de cimento é um revestimento ativo. Não se trata de uma simples proteção, mas sim de um revestimento que participa quimicamente da proteção do ferro pelo fenômeno de passivação. No momento do enchimento, a água encharca pouco a pouco a argamassa de cimento e se enriquece de elementos alcalinos. Sendo assim, não provoca corrosão ao atingir a parede metálica.
Colmatação de fissuras
A colmatação de fissuras é reconhecida e levada em conta pela normalização. Pequenas fissuras podem ser observadas no revestimento interno de argamassa de cimento. Porém, quando os tubos são colocados em uso, essas fissuras desaparecem sob o efeito de duas reações:
• o inchamento (rápido) da argamassa de cimento, quando do enchimento com água;
• a hidratação (lenta) dos elementos constituintes do cimento.
PROPRIEDADES MECÂNICAS
IMPORTANTE:
Dilatação
O coeficiente de dilatação térmica linear dos revestimentos internos de argamassa de cimento é de aproximadamente 12 x 10-6m/m/°C, valor quase idêntico ao do ferro dúctil (11 x 10-6m/m/°C), o que elimina os riscos de fissuras por dilatação térmica diferencial.
Resistência mecânica da argamassa de cimento:
A qualidade da aderência da argamassa de cimento ao ferro confere a este revestimento três qualidades importantes:
• boa resistência ao vácuo (depressões devidas aos transientes hidráulicos);
• bom comportamento na flexão e na ovalização;
• baixo coeficiente de rugosidade.
Os testes de flexão longitudinal nos tubos de pequeno diâmetro têm demonstrado a capacidade do revestimento interno de cimento de resistir a uma deformação limitada do tubo.
Para os tubos de grande diâmetro, mais sensíveis aos efeitos de ovalização, testes de flexão sobre anéis permitem verificar a boa resistência do revestimento interno de cimento sob cargas externas.
Abrasão:
• Argamassa de cimento Alto-forno
Possui uma boa resistência à abrasão, o que permite utilizar as canalizações no transporte de águas brutas carregadas de partículas sólidas.
• Argamassa de cimento Aluminoso
As redes de esgoto transportam efluentes com minerais abrasivos. Em escoamento gravitário, a topografia dos terrenos impõe, às vezes, velocidade de escoamento elevadas, que podem intensificar o efeito de abrasão.
Existem vários tipos de abrasão, que são provocadas pelo impacto ou arraste das partículas sólidas, transportadas pelo fluído, na parede interna da canalização:
– Desgastes por arraste, que é limitado se a parede dos tubos for mais dura do que as partículas;
– Desgaste por choques, que é reduzido se a parede do tubo for elástica.
Como, em geral, os dois tipos de ataque se combinam, o ideal será ter um material de canalização ao mesmo tempo duro e muito flexível.
A solução Saint-Gobain Canalização: Revestimento interno com argamassa de cimento aluminoso, que apresenta excelente comportamento nas condições usuais de escoamento, suporte velocidades elevadas, sem danos nem riscos para a vida útil das canalizações (diminuindo de espessura, resistência mecânica):
– até 7m/s em regime permanente;
– até 10m/s em regime intermitente.
Pode ser obtida sensível economia no custo do projeto com a eliminação de poços de visita e degraus.
A equipe técnica-comercial da Saint-Gobain Canalização está à disposição para estudar qualquer caso especial, principalmente em se tratando de regiões montanhosas ou de sistemas de efluentes carregados (coletores pluviais, unitários, industriais, etc.).
A experiência comprova a excelente resistência da argamassa de cimento aluminoso a abrasão.
• Argamassa de cimento Aluminoso
Resistência Química
Nas canalizações de esgoto, o maior perigo está em seu interior. Dois tipos de problemas podem afetar sua durabilidade:
– Agressividade de alguns tipos de efluentes transportados;
– Fermentações sépticas, consequência de uma intensa atividade bacteriana e/ou de ventilação deficiente.
As redes de esgoto podem receber acidentalmente efluentes industriais. Ainda que acidentais, estes rejeitos alteram o equilíbrio e baixam o nível de pH dos efluentes transportados. É importante, assim, escolher um material de canalização e um tipo junta que levem em conta tais riscos químicos, a fim de garantir o funcionamento do sistema em longo prazo. O campo de aplicação dos revestimentos internos da Linha para transporte de esgoto - cimento aluminoso e epóxi - assim como o tipo de junta garantem um emprego seguro, inclusive em algumas aplicações industriais.
Revestimento interno com cimento aluminoso
Testes e experiências práticas têm mostrado que a argamassa de cimento aluminoso resiste à fermentações sépticas e a ataques ácidos ocasionais.
Caso especial: formatação séptica (Linha para Transporte de Esgoto)
Algumas condições difíceis de operação das redes de esgoto, assim como o transporte dos efluentes a grandes distâncias, podem provocar modificações que alteram as características desses efluentes: septicidade, produção de sulfetos e liberação de H2S. Circunstâncias acidentais, como temperaturas elevadas dos efluentes e/ou forte teor de sulfatos, podem ter os mesmos efeitos e se tornar fonte de graves problemas:
– Produção de maus cheiros;
– Riscos de intoxicação do pessoal em serviço;
– Mau funcionamento das estações de tratamento.
Se é indispensável otimizar o projeto e o funcionamento das redes para assegurar a durabilidade das instalações e para protegê-las, é igualmente importante escolher um sistema de canalizações que não agrave estes diferentes fenômenos.
Nos tubos e nas conexões da Linha para Transporte de Esgoto, a uniformidade da linha de água impede o acúmulo de sedimentos formadores de fermentação séptica. A deformação das tubulações e as irregularidades da linha de água (autocentragem deficiente) nas tubulações rígidas favorecem esse acúmulo.
Nos casos de tubulações que apresentam gases de fermentação séptica, o revestimento interno com cimento aluminoso já confirmou seu ótimo desempenho, quando comparado ao cimento utilizado nos tubos de concreto.
Caso especial: fermentação séptica com sistemas sob pressão (Linha para Transporte de Esgoto)
Quando as condições topográficas exigem a instalação de estações de bombeamento, estas são seguidas de coletores que funcionam sob pressão (recalque).
O funcionamento sob pressão de trechos de recalque exige um tubo com elevado coeficiente de segurança.
As altas pressões encontradas e as suas variações requerem um material de alta qualidade, resistente principalmente aos transientes hidráulicos e às subpressões. Por isso, as canalizações devem ter elevado grau de resistência mecânica para absorver as tensões, incluindo os fenômenos acidentais.
A experiência das redes sob pressão, adquirida pela Saint-Gobain Canalização em adução e distribuição de águas, permite garantir o desempenho da Linha para Transporte de Esgoto, mesmo em condições extremas: altas pressões, golpes de ariete, subpressões, sobrepressões.
Como há risco de formação de sulfetos nestes trechos, convém adotar algumas medidas na saída do recalque, quando o fluido retoma o escoamento por gravidade, para limitar os efeitos dos ataques ácidos (H2SO4).
– Tratamento químico apropriado (sulfato ferroso - oxigenação - peróxido de hidrogênio);
– Instalação de trechos de canalização com uma proteção reforçada contra ataques ácidos, como o tubo PH1.
A linha para Transporte de Esgoto PH1 é a combinação de um tubo, com grande resistência mecânica, com um revestimento interno passivo anticorrosão.
A espessura (da ordem de 1,5mm) do poliuretano depositado no interior do tubo permite que o transporte de praticamente todos os fluídos agressivos encontrados na indústria.
O fechamento da película interna selante de poliuretano é controlado por um teste com vassoura elétrica.
NORMAS
• NBR 8682: Revestimento interno de argamassa de cimento em tubos de ferro fundido dúctil.
• NBR 15420. Tubos, conexões e acessórios de ferro dúctil para canalizações de esgoto - Requisitos.
ÁGUAS AGRESSIVAS OU CORROSIVAS
As águas transportadas em uma canalização podem apresentar características físico-químicas muito diferentes. Uma água pode ser identificada por sua corrosividade (propensa a atacar os metais não revestidos) e sua agressividade (contra os materiais à base de cimento). As canalizações da Saint-Gobain Canalização apresentam revestimentos internos que lhes permitem transportar os diferentes tipos de águas encontrados.
O comportamento de uma água em relação aos metais terrosos e aos revestimentos à base de cimento depende de vários fatores: mineralização, teor de oxigênio, condutividade elétrica, pH, temperatura etc.
ÁGUAS CORROSIVAS
Definição
Certos tipos de águas atacam as canalizações metálicas não revestidas internamente. As reações químicas produzem hidróxido de ferro, depois hidróxido férrico e acarretam a formação de nódulos ou tubérculos, podendo, em longo prazo, diminuir a seção da canalização e aumentar as perdas de carga de maneira significativa.
Comprovação do Fenômeno
Encontramos este fenômeno nas antigas canalizações sem revestimento interno de cimento. Hoje, as canalizações em ferro dúctil Saint-Gobain Canalização são revestidas internamente de argamassa de cimento, o que elimina este risco.
Verifica-se que a corrosão pelas águas potáveis é um processo geralmente lento. As normas de potabilidade recomendam a distribuição de águas não corrosivas e não agressivas, garantindo a manutenção da qualidade das águas e a proteção das canalizações e instalações públicas e privadas.
ÁGUAS AGRESSIVAS
Definição
A agressividade de uma água é definida pela possibilidade de atacar os materiais contendo cálcio (exemplo: aglomerados hidráulicos). Podemos destacar quatro casos justificados pela análise química: a mineralização, a desmineralização, o pH e a temperatura da água transportada:
• uma água em equilíbrio cálcio-carbono não acarreta, para uma temperatura dada, ataque nem precipitação de carbonato de cálcio
• uma água incrustante tende a depositar os sais de cálcio (carbonato) sobre a parede interna das canalizações;
• uma água agressiva pode atacar certos elementos da argamassa de cimento, que contém cálcio (cal, silicato ou sílico-aluminato de cálcio).
Medição
A determinação da agressividade se faz à base de análises da água, seja por meio gráfico ou ábacos permitindo situar a água examinada em relação a uma curva de equilíbrio, ou, mais simplesmente, por programa de computador. Este meio rápido permite caracterizar a água, em função de diferentes temperaturas, e calcular o C02 agressivo assim como os índices característicos, como, por exemplo, o índice de saturação de LANGELIER, que corresponde à diferença entre o pH real da água e o pH de saturação.
A regulamentação sobre a qualidade das águas potáveis exige cada vez mais que não sejam nem agressivas nem corrosivas. Todavia, dada a grande variedade de águas transportadas, é possível encontrar algumas poucas mineralizadas (águas doces), ou desmineralizadas, podendo atacar os materiais em contato com elas assim como águas corrosivas e/ou agressivas.