Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
1. Introdução................................................................................................................ 2
2. Características Técnicas
2.1. Matéria-prima
2.1.1. Polietileno ................................................................................................ 5
2.1.2. Tipos de PE em função da densidade ...................................................... 5
2.1.3. Resistência Química do PE ....................................................................... 5
2.1.4. Resistência à Abrasão do PE .................................................................... 8
2.1.5. Flexibilidade do PE ................................................................................... 8
2.2. Tubo ................................................................................................................... 9
2.3. Acessórios .......................................................................................................... 10
2.3.1. Conexão Bolsa Bolsa ................................................................................ 10
2.3.2. Tampão Ponta Bolsa ................................................................................ 11
2.3.3. Curva 45° Ponta Ponta ............................................................................. 11
2.3.4. Curva 45° Bolsa Bolsa .............................................................................. 12
2.3.5. Curva 90° Ponta Ponta ............................................................................. 12
2.3.6. Curva 90° Bolsa Bolsa .............................................................................. 13
2.3.7. Joelho 45° Ponta Ponta............................................................................ 13
2.3.8. Joelho 45° Bolsa Bolsa ............................................................................. 14
2.3.9. Joelho 90° Ponta Ponta............................................................................ 14
2.3.10. Joelho 90° Bolsa Bolsa ........................................................................... 15
2.3.11. Junção “Tee” Ponta Ponta ..................................................................... 15
2.3.12. Junção “Tee” Bolsa Bolsa ....................................................................... 16
2.3.13. Junção “Y” Ponta Ponta ......................................................................... 16
2.3.14. Junção “Y” Bolsa Bolsa ........................................................................... 17
2.3.15. Redução Excêntrica Ponta Bolsa............................................................ 17
2.3.16. Redução Excêntrica Bolsa Bolsa ............................................................ 18
2.3.17. Anel de Vedação .................................................................................... 19
2.3.18. Pasta Lubrificante Kanalub .................................................................... 19
3. Dimensionamento .......................................................................................................... 20
3.1. Hidráulico
3.1.1. Condutos livres............................................................................... 20
3.1.2. Dimensionamento hidráulico de condutos livres .......................... 21
3.1.3. Eficiência hidráulica ....................................................................... 22
3.1.3.1. Tensão Trativa ................................................................... 23
3.1.3.2. Velocidade Crítica ............................................................. 23
3.1.4. Tabela de Vazões e Velocidades .................................................... 24
3.2. Mecânico
1
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
3.2.1.
3.2.2.
3.2.3.
3.2.4.
3.2.5.
Tubos rígidos, semi-rígidos e flexíveis – Conceito ......................... 25
Interação do tubo com o solo ........................................................ 25
Projeto estrutural do tubo ............................................................. 26
Estrutura solo / tubo (Spangler) .................................................... 28
Cálculo da deflexão vertical do tubo.............................................. 30
3.2.5.1. Determinação da carga de solo (carga estática) ............... 30
3.2.5.2. Determinação do módulo de rigidez do mat.de enchimento
........................................................................................... 32
3.2.5.3. Determinação da carga de tráfego (carga dinâmica)........ 33
3.2.5.4. Determinação dos fatores de correção ............................ 34
3.2.5.5. Determinação da rigidez anelar nominal .......................... 34
4. Instalação ........................................................................................................................ 35
4.1. União de tubos e acessórios .............................................................................. 35
4.2. Preparação da vala ............................................................................................ 37
4.3. Recomposição do pavimento ............................................................................ 38
4.4. Método de reparo do KNTS Super ..................................................................... 38
5. Manuseio e Transporte................................................................................................... 39
6. Armazenamento e Estocagem ........................................................................................ 42
7. Aspectos da Qualidade
7.1. Padrões normativos para o KNTS Super ............................................................ 43
7.2. Identificação do produto ................................................................................... 43
7.3. Controle da Qualidade do KNTS Super .............................................................. 43
7.3.1. Controle da matéria-prima ............................................................ 43
7.3.2. Controle do produto no processo de fabricação ........................... 44
7.3.3. Inspeção Final................................................................................. 44
NOTAS............................................................................................................................ 45
2
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
1. Introdução
O KNTS Super é um tubo corrugado de dupla parede, sendo a interna lisa e a externa
corrugada anelar, fabricado em PEAD (Polietileno de Alta Densidade), destinado à condução de
líquidos em obras de infraestrutura.
Aplicável na condução de água, esgoto ou efluente químico, proporcionando elevada
velocidade de escoamento e alta vazão ao sistema quando comparado a tubos fabricados com
outra matéria-prima.
Figura 1: Tubo KNTS Super
Disponível nas classes de rigidez (ISO 9969) SN4 e SN8, apresentando alto desempenho
mecânico, possibilitando a realização de uma instalação segura, mesmo em situações de baixo
recobrimento, sempre respeitando os parâmetros de projeto.
O KNTS Super é fabricado dentro de elevados padrões de exigências, atendendo na íntegra as
normas ISO 21138-1 e ISO 21138-3.
São características do KNTS Super:
•
•
•
Leveza: que facilita na instalação, eliminando a necessidade de maquinário pesado
para o manuseio e colocação na vala e também, propiciando maior facilidade de
transporte;
Barra de 6 metros: torna a instalação muito mais rápida se comparado a outros tubos
de mesma aplicação;
Resistência química: que possibilita a utilização em ambientes agressivos e também,
para condução de fluidos agressivos tais como esgoto e chorume;
3
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
•
•
•
•
Baixa rugosidade: com um coeficiente de Manning de 0,010 possibilita a aplicação até
mesmo em baixas declividades e também a redução do diâmetro de galerias
previamente tratadas com produtos de rugosidade maior.
Resistência a impacto: reduzindo a zero a perda de material por quebras decorrentes
de quedas e impactos durante a movimentação / transporte / instalação na obra.
Sistema tipo ponta-bolsa-anel: o perfil do tubo KNTS Super, regular ao longo de toda
seção, permite um encaixe perfeito entre ponta e bolsa, que associado a sua junta
elástica garante estanqueidade ao sistema.
Parede interna colorida: que facilita a inspeção visual do sistema, uma vez que a cor
preta diminui a reflexão da luz tornando a inspeção visual dificultosa, o KNTS Super
pode ser fabricado com parede interna nas cores azul e ocre, permitindo identificar
qualquer irregularidade na parede do tubo.
A Kanaflex também disponibiliza para o mercado o KNTS Drain, que pode ser fornecido
perfurado ou não perfurado.
Ideal para instalação em aterros sanitários, mineração, pilhas de lixiviação, drenagem pluvial,
entre outras aplicações. O tubo perfurado é para aplicação em sistemas drenantes
subterrâneos, possuindo excelentes características mecânicas, eficiência hidráulica e
resistência química.
4
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2. Características Técnicas
2.1. Matéria prima
2.1.1. Polietileno (PE)
O Polietileno é um plástico obtido pela união de inúmeras moléculas de etileno (monômeros),
através da reação de polimerização, gerando uma grande macromolécula, a qual, por sua vez,
confere a este material as características próprias de um polímero.
Polímeros que são constituídos unicamente de carbono e hidrogênio (hidrocarbonetos) são
classificados como poliolefinas.
O polietileno é a poliolefina que possui a mais simples estrutura molecular e é o plástico mais
utilizado no mundo.
Dentre as vantagens do PE, podemos destacar:
- leveza;
- alta resistência química;
- excelente elasticidade;
- alta resistência à abrasão;
- alta resistência ao impacto, mesmo à baixa temperatura.
2.1.2. Tipos de PE em função da densidade
O PE é notável pela sua extensa faixa de densidade e, de acordo com esta propriedade, pode
ser dividido em:
Polietileno de Alta Densidade
Polietileno de Média Densidade
Polietileno de Baixa Densidade
PEAD
PEMD
PEBD
Os polietilenos utilizados para a fabricação dos tubos KNTS Super possuem o valor típico de
densidade de aproximadamente 0,95 g/cm³. Devido a essa característica, aliada à estrutura
corrugada dos tubos, o produto final apresenta leveza quando comparado com tubos
equivalentes fabricados com outros materiais.
2.1.3. Resistência Química do PE
O Polietileno possui uma estrutura apolar similar a dos hidrocarbonetos parafínicos e por esta
razão, esse polímero possui excelente resistência a substâncias químicas.
5
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
O PE é resistente a soluções aquosas de sais, ácidos diluídos e álcalis. Apenas agentes
fortemente oxidantes, tais como peróxidos altamente concentrados e ácidos ou halogênios
atacam o PE após um período de exposição prolongado.
Esta resistência não exclui, entretanto, a possibilidade de que, sob certas condições, as
propriedades mecânicas do polietileno possam ser influenciadas pela ação de compostos
químicos. Para informações mais específicas e detalhadas, recomendamos consultar a norma
ISO/TR 10358 “Platics pipes and fittings – Combined chemical – resistance classification table”.
Algumas informações genéricas sobre a resistência química do Polietileno estão indicadas na
tabela 1.
Produto
Acetato de chumbo
Acetona 100%
Ácido acético glacial
Ácido bromídrico 100%
Ácido carbônico
Ácido carboxílico
Ácido cianídrico
Ácido clorídrico
Ácido clorosulfônico
Ácido crômico 80%
Ácido fluorídrico 1-75%
Ácido fosfórico 30-90%
Ácido glicólico 55-70%
Ácido nítrico 50%
Ácido nítrico 95%
Ácido perclórico 70%
Ácido salícílico
Ácido sulfocrômico
Ácido sulfúrico 50%
Ácido sulfúrico 98%
Ácido sulfuroso
Ácido tartárico
Ácido tricloroacético 50%
Ácido tricloroacético100%
Acrilonitrila
Água do mar
Álcool benzílico
Álcool butílico
Álcool etílico 96%
Álcool metílico
Amônia
Anídrico acético
Anilina
Benzeno
Benzoato de sódio
Bicromato de potássio 40%
Borato de sódio
Temperatura
20 °C
E
E
E
E
E
E
E
E
F
E
E
E
E
G,D
N,F,f
E
E
F
E
G,D
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E,D,d
E
E
G,d
E
E
E
60 °C
E
E,D
G,D,c,f
E
E
E
E
E,d
N
F,D
E
G,D
E
F,D,f
N,c
F,D
E
F,f
E
F,D,f
E
E
E
F
E
E
E
E
E
E
E,D,d
G,D
G
G,d,i
E
E,D
E
6
Produto
Cloreto de sódio
Cloreto de zinco
Cloro (gás e líquido)
Clorobenzeno
Clorofórmio
Detergentes
Diclorobenzeno
Dioctilftalato
Dióxido de enxofre líquido
Enxofre
Essência de terebentina
Ésteres alifáticos
Éter
Éter de petróleo
Flúor gasoso 100%
Gasolina
Hidróxido de amônia 30%
Hidróxido potássio conc.
Hidróxido de sódio conc.
Hipoclorito de cálcio sat.
Hipoclorito de sódio 15%
Iso-octano
Metiletilcetona
Nafta
Nitrato de amônia saturado
Nitrato de prata
Nitrato de sódio
Nitrobenzeno
Óleo comestível
Óleo diesel
Pentóxido de fósforo
Permanganato de potássio
Peróxido de hidrogênio 30%
Petróleo
Querosene
Sais de níquel
Sulfatos metálicos
Temperatura
20 °C
E
E
F
G
G
E
F
E
F
E
G
E
G
G,d,i
N
E
E
E
E
E
E
G
E
E
E
E
E
F
E
E
E
D,E
E
E
G
E
E
60 °C
E
E
N
F,D,d,c
F,D,d,c
E,c
F
G,c
N
E
G
G
F
F,d
N
G,c
E
E,c
E,c
E
E,D,d
G
F
G
E
E
E
N,c
E
G
E
E
E,d
G
G,c
E
E
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Branqueadores
Bromo líquido
Carbonato de sódio
Cloreto de amônia
E
F
E
E
G,c
N
E
E
Sulfeto de sódio
Tetracloreto de carbono
Tricloroetileno
Xileno (xilol)
E
G,d,i
F,D
G,d,i
G
F,d,c
N,D
F,c,d
Tabela 1: Resistência Química do PE
LEGENDA
D – Descoloração.
E – Exposição durante 30 dias, sem perda de características, podendo tolerar o contato por muitos anos.
F – Alguns sinais de ataque após 07 dias em contato com o produto.
G – Ligeira absorção após 30 dias de exposição, sem comprometer as propriedades mecânicas.
N – Não recomendado. Detectado sinais de ataque entre minutos a horas, após o início de exposição.
c – Fendilhamento.
d – Deformação.
f – Fragilização.
i – Inchamento.
7
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.1.4. Resistência à Abrasão do PE
O Polietileno possui excelente resistência à abrasão quando comparado com outros materiais
utilizados na fabricação de tubulações para aplicações de infraestrutura.
Para avaliar essa propriedade foi desenvolvido um método de ensaio, que ficou conhecido
como Teste de Abrasão de Darmstadt, padronizado na norma DIN 19534.
Amostras de tubos de diferentes materiais foram submetidas ao mesmo ensaio de abrasão e
os resultados encontrados estão indicados no gráfico da figura 2.
Gráfico - Resistência à Abrasão de Tubos
Tubo de asbesto cimento
Abrasão (mm)
3,0
2,5
Tubo com reforço
de fibra de vidro
2,0
1,5
Tubo de concreto
1,0
Tubo de cerâmica
Tubo de PVC
0,5
Tubo de PEAD
0
200.000
400.00
600.000
Número de ciclos (N)
Figura 2: Gráfico de Abrasão (DIN 19534) – Universidade de Darmstad
2.1.5. Flexibilidade do PE
O Polietileno é um material dúctil e com excelente resistência ao alongamento na ruptura, o
que permite que os tubos fabricados com esse material se deformem com o movimento do
solo sem apresentar quebras ou trincas.
Os polietilenos utilizados para a fabricação dos tubos KNTS Super, apresentam valores típicos
de resistência ao alongamento na ruptura acima de 350%, e módulo de elasticidade na ordem
de 800 MPa.
8
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.2. Tubo
O KNTS Super é um tubo para condução de fluido, corrugado externamente e liso
internamente, fabricado em PEAD (Polietileno de Alta Densidade) na configuração PBA
(Ponta Bolsa Anel) sendo a Bolsa integrada à barra. (Figura 3, Tabela 2)
DE
DIB
DI
DEB
LB
Figura 3: Tubo KNTS Super
Nota: Os valores indicados nas tabelas de medidas dos tubos e acessórios a seguir servem para referência
de especificação. Não tem o caráter de valores de controle.
QUADRO DE MEDIDAS DE REFERÊNCIA
Ø Nominal
(mm)
Medidas do Tubo
Comprimento Útil
da barra 6 metros
Medidas da Bolsa
DE (mm)
DI (mm)
DEB (mm)
DIB (mm)
LB (mm)
(m)
250
295,0
247,8
306,0
296,8
135,0
5,865
300
369,0
315,0
381,0
371,3
155,0
5,845
400
465,0
395,6
480,0
467,7
162,0
5,838
500
586,0
495,0
605,0
589,5
295,0
5,705
600
705,0
606,6
725,0
709,0
230,0
5,770
800
902,0
792,8
965,0
916,0
371,0
5,629
1000
1142,0
990,7
1230,0
1160,0
525,0
5,475
1200
1390,0
1192,0
1495,0
1412,0
431,0
5,569
Tabela 2: Quadro de Medidas do Tubo KNTS Super
9
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.3. Acessórios
A Kanaflex disponibiliza para a linha KNTS Super uma ampla variedade de acessórios que
objetivam proporcionar flexibilidade e versatilidade para necessidades especificas de projetos
um sistema completo e versátil.
Os acessórios apresentados a seguir são fabricados a partir do próprio tubo, por processo de
soldagem garantindo a estanqueidade e elevada resistência nas ligações em casos de cargas
extremas.
Mediante consulta, a Kanaflex pode fabricar/fornecer outros tipos de acessórios, fabricados a
partir de Tubos KNTS Super através de processo de segmentação, garantindo a mesma
estanqueidade nas uniões e uma elevada resistência às cargas externas.
2.3.1. Conexão Bolsa Bolsa
Peça em PEAD, de seção interna circular, destinada a unir tubos KNTS Super de mesmo
diâmetro nominal. A estanqueidade é assegurada pela junta elástica que vai alojada na 1a
corrugação do tubo (Figura 4, Tabela 3).
L
L1
DIB
Figura 4: Conexão Bolsa Bolsa KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DIB
L
L1
300
383
113
375
456
146
470
490
170
595
583
203
715
714
254
Tabela 3: Dimensões da Conexão Bolsa Bolsa KNTS Super
10
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.3.2. Tampão Ponta Bolsa
Peça em PEAD, de seção interna circular, destinada ao tamponamento dos tubos KNTS Super
evitando assim a entrada de elementos estranhos para o seu interior no início ou final da linha.
(Figura 5, Tabela 4).
L
L1
DI B
DE
Figura 5: Tampão Ponta Bolsa KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
Dimensões de Referência (mm)
DIB
DE
L
L1
300
295
253
113
375
369
306
146
470
465
335
170
595
586
401
203
715
705
492
254
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Tabela 4: Dimensões do Tampão Ponta Bolsa KNTS Super
2.3.3. Curva 45° Ponta Ponta
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Ponta, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir os tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal (Figura
6, Tabela 5).
L1
L2
L1
DE
Figura 6: Curva 45° Ponta Ponta KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DE
L1
L2
295
233
204
369
303
266
465
349
303
586
414
356
705
521
451
Tabela 5: Dimensões da Curva 45° Ponta Ponta KNTS Super
11
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.3.4. Curva 45° Bolsa Bolsa
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Bolsa, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir os tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal (Figura
7, Tabela 6).
L1
L2
L1
DI B
Figura 7: Curva 45° Bolsa Bolsa KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DIB
L1
L2
300
195
204
375
254
266
470
292
303
595
346
356
715
436
451
Tabela 6: Dimensões da Curva 45° Bolsa Bolsa KNTS Super
2.3.5. Curva 90° Ponta Ponta
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Ponta, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir os tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal (Figura
8, Tabela 7).
L1
L2
L2
DE
L1
Figura 8: Curva 90° Ponta Ponta KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DE
L1
L2
295
271
204
369
310
281
465
366
337
586
443
346
705
562
448
Tabela 7: Dimensões da Curva 90° Ponta Ponta KNTS Super
12
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.3.6. Curva 90° Bolsa Bolsa
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Bolsa, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir os tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal (Figura
9, Tabela 8).
L1
L2 L
2
DI B
L1
Figura 9: Curva 90° Bolsa Bolsa KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DIB
L1
L2
300
158
204
375
205
281
470
236
337
595
278
346
715
351
448
Tabela 8: Dimensões da Curva 90° Bolsa Bolsa KNTS Super
2.3.7. Joelho 45° Ponta Ponta
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Ponta, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir os tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal (Figura
10, Tabela 9).
L1
DE
Figura 10: Joelho 45° Ponta Ponta KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DE
L1
295
276
369
374
465
426
586
504
705
636
Tabela 9: Dimensões do Joelho 45° Ponta Ponta KNTS Super
13
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.3.8. Joelho 45° Bolsa Bolsa
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Bolsa, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir os tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal (Figura
11, Tabela 10).
L1
DI B
Figura 11: Joelho 45° Bolsa Bolsa KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
Dimensões de Referência (mm)
DIB
L1
300
200
375
262
470
298
595
349
715
443
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Tabela 10: Dimensões do Joelho 45° Bolsa Bolsa KNTS Super
2.3.9. Joelho 90° Ponta Ponta
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Ponta, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir os tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal (Figura
12, Tabela 11).
DE
L1
Figura 12: Joelho 90° Ponta Ponta KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DE
L1
295
340
369
446
465
502
586
585
705
746
Tabela 11: Dimensões do Joelho 90° Ponta Ponta KNTS Super
14
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.3.10. Joelho 90° Bolsa Bolsa
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Bolsa, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir os tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal (Figura
13, Tabela 12).
L1
L1
DI B
Figura 13: Joelho 90° Bolsa Bolsa KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DIB
L1
300
263
375
346
470
387
595
445
715
572
Tabela 12: Dimensões do Joelho 90° Bolsa Bolsa KNTS Super
2.3.11. Junção “Tee” Ponta Ponta
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Ponta, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal, formando
ângulo de 90° entre os eixos longitudinais dos tubos (Figura 14, Tabela 13).
L1
DE
L1
Figura 14: Junção “Tee” Ponta Ponta KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DE
L1
295
338
369
437
465
452
586
540
705
676
Tabela 13: Dimensões da Junção “Tee” Ponta Ponta KNTS Super
15
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.3.12. Junção “Tee” Bolsa Bolsa
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Bolsa, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal, formando
ângulo de 90° entre os eixos longitudinais dos tubos (Figura 15, Tabela 14).
L1
DI B
L1
Figura 15: Junção “Tee” Bolsa Bolsa KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
Dimensões de Referência (mm)
DIB
L1
300
263
375
340
470
396
595
473
715
592
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Tabela 14: Dimensões da Junção “Tee” Bolsa Bolsa KNTS Super
2.3.13. Junção “Y” Ponta Ponta
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Ponta, com corrugação anelar externa
e lisa internamente, destinada a unir tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal,
formando ângulos de 45° entre os eixos longitudinais dos tubos (Figura 16, Tabela 15).
L2
DE
L1
L2
Figura 16: Junção “Y” Ponta Ponta KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Dimensões de Referência (mm)
DE
L1
L2
295
263
525
369
291
679
465
339
791
586
405
945
705
507
1183
Tabela 15: Dimensões da Junção “Y” Ponta Ponta KNTS Super
16
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2.3.14. Junção “Y” Bolsa Bolsa
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Bolsa, com corrugação anelar externa
e lisa internamente, destinada a unir tubos KNTS Super de mesmo diâmetro nominal,
formando ângulos de 45° entre os eixos longitudinais dos tubos (Figura 17, Tabela 16).
L2
DI B
L1
L2
Figura 17: Junção “Y” Bolsa Bolsa KNTS Super
DN
250
300
400
500
600
Dimensões de Referência (mm)
DIB
L1
L2
300
150
488
375
194
631
470
226
735
595
270
878
715
338
1099
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4
Tabela 16: Dimensões da Junção “Y” Bolsa Bolsa KNTS Super
2.3.15. Redução Excêntrica Ponta Bolsa
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Ponta Bolsa, com corrugação anelar
externa e lisa internamente, destinada a unir tubos KNTS Super de diferentes diâmetros
nominais (Figura 18, Tabela 17).
L2
L1
L3
DI B
DE
Figura 18: Redução Excêntrica Ponta Bolsa KNTS Super
DN
300x250
400x250
400x300
SN
4/8
4/8
4/8
DIB
375
470
470
Dimensões de Referência (mm)
DE
L1
L2
295
150
306
295
150
335
369
194
335
17
L3
146
170
170
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
500x250
500x300
500x400
600x250
600x300
600x400
600x500
4/8
4/8
4/8
4
4
4
4
595
595
595
715
715
715
715
295
369
465
295
369
465
586
150
194
226
150
194
226
270
401
401
401
492
492
492
492
203
203
203
254
254
254
254
Tabela 17: Dimensões da Redução Excêntrica Ponta Bolsa KNTS Super
2.3.16. Redução Excêntrica Bolsa Bolsa
Peça em PEAD de seção interna circular no formato Bolsa, com corrugação anelar externa e
lisa internamente, destinada a unir tubos KNTS Super de diferentes diâmetros nominais (Figura
19, Tabela 18).
L3
L1
L4
L2
DI B
dIB
Figura 19: Redução Excêntrica Bolsa Bolsa KNTS Super
DN
300x250
400x250
400x300
500x250
500x300
500x400
600x250
600x300
600x400
600x500
SN
4/8
4/8
4/8
4/8
4/8
4/8
4
4
4
4
DIB
375
470
470
595
595
595
715
715
715
715
Dimensões de Referência (mm)
dIB
L1
L2
L3
300
253
75
306
300
253
75
335
375
306
97
335
300
253
75
401
375
306
97
401
470
335
113
401
300
253
75
492
375
306
97
492
470
335
113
492
595
401
135
492
Tabela 18: Dimensões da Redução Excêntrica Bolsa Bolsa KNTS Super
2.3.17. Anel de Vedação
18
L4
146
170
170
203
203
203
254
254
254
254
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Peça circular, não toroidal, fabricada em borracha, de seção circular, destinada a vedar e dar
estanqueidade aos tubos KNTS Super nas conexões, junções e reduções (Figura 20).
Figura 20 : Anel de Vedação KNTS Super
2.3.18. Pasta Lubrificante Kanalub
Pasta neutra à base de ácidos graxos saponificados de grande poder lubrificante, para facilitar
o deslizamento do anel na montagem da junta elástica (Figura 21).
Figura 21: Pasta Lubrificante Kanalub
3. Dimensionamento
19
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
As informações de dimensionamento e instalação contidas neste manual são sugestões
baseadas em normas e literaturas técnicas.
A Kanaflex não é empresa projetista e limita-se ao fornecimento de produto, devendo o
usuário consultar um especialista responsável técnico pela obra/projeto.
3.1. Dimensionamento Hidráulico
3.1.1. Condutos livres
Tubos e canais funcionam como condutos livres quando na superfície do líquido escoado reina
a pressão atmosférica. Canais são considerados condutos livres abertos e tubos para aplicação
em drenagem ou esgotamento, nesta condição de pressão, são considerados condutos livres
fechados.
Em um sistema de tubulações para drenagem ou esgotamento por gravidade, o escoamento
do líquido é geralmente não-uniforme (variado). No entanto, a hipótese de um fluxo uniforme
é postulada de modo a simplificar a análise hidráulica do sistema.
Para efeitos de cálculos hidráulicos, as variáveis da figura 22 devem ser consideradas.
DI
ƞ
DI = diâmetro interno do tubo, [m]
y = altura da lâmina d’água, [m]
Am = área molhada, [m²]
Pm = perímetro molhado, [m]
θ = ângulo da lâmina d’água, [°]
ƞ = coeficiente de Manning, [-]
θ
y
Am
Pm
Figura 22: Variáveis para dimensionamento hidráulico
3.1.2. Dimensionamento hidráulico de condutos livres
20
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
A equação mais frequentemente utilizada para o dimensionamento hidráulico de condutos
livres é a fórmula de Manning.
V = velocidade de fluxo, [m/s]
Rh = raio hidráulico, [m]
i = declividade, [m/m]
ƞ = coeficiente de Manning, [-]
Equação 1: Fórmula de Manning – velocidade de fluxo no interior do tubo
Um dos parâmetros de destaque nesta fórmula é o coeficiente de Manning (ƞ). Quanto mais
baixo seu valor, maior é a capacidade de condução hidráulica do tubo para determinada
declividade.
O coeficiente de Manning pode variar de acordo com o tipo de tubo e o material empregado
para sua fabricação. Há várias literaturas com tabelas que indicam valores de Manning para os
diversos tipos de materiais empregados na fabricação de tubos. Para fins práticos e efeitos de
cálculos, tubos de polietileno com parede lisa apresentam o valor do coeficiente de Manning
na ordem de 0,010.
A vazão em um tubo funcionando como conduto livre, para líquidos não viscosos, pode ser
calculada a partir da fórmula de Manning que considera o raio hidráulico e a área molhada no
interior do tubo, conforme equação 2 abaixo.
Q = vazão, [m³/s]
Am = área molhada, [m²]
Rh = raio hidráulico, [m]
i = declividade, [m/m]
ƞ = coeficiente de Manning, [-]
Equação 2: Vazão do tubo para declividade
Cálculo das variáveis para determinação da vazão e velocidade:
Ângulo da lâmina d’água - θ
Área molhada - Am
21
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Raio hidráulico - Rh
3.1.3. Eficiência hidráulica
A velocidade de fluxo máxima, no interior de um conduto livre, ocorre quando a altura da
lamina d’água é da ordem de 78,0% do diâmetro interno (y/DI=0,78). A vazão máxima ocorre
quando a altura da lamina d’ água é da ordem de 93,8% do diâmetro interno (y/DI=0,938).
A seleção do diâmetro do tubo geralmente é feita com base na vazão desejada, resguardando
as limitações de projeto com relação à declividade.
Quando um tubo for selecionado de acordo com esse critério, é importante assegurar que a
linha de tubulação tenha uma velocidade de fluxo mínima, a fim de evitar a deposição de
matéria sólida na parte inferior do tubo, o que poderia causar um retardamento ou
comprometimento do transporte normal do fluxo.
No caso de aplicações em esgoto sanitário, também é importante considerar, além da vazão
mínima para qualquer trecho da rede, a velocidade de fluxo mínima e a velocidade crítica
admitida para a rede.
Inexistindo dados práticos ou de normas para auxiliar os cálculos do projeto, pode-se
considerar como referência o valor de vazão mínima de 1,5 l/s. Na prática, o conceito de
considerar as velocidades mínimas (geralmente 0,6 m/s para esgoto sanitário e 0,75 m/s para
sistemas de águas pluviais) tem sido substituído pelo critério do cálculo da tensão trativa.
3.1.3.1. Tensão Trativa - σt
22
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
A tensão trativa ou de arraste pode ser definida como a componente tangencial do peso do
líquido sobre a parcela de área correspondente ao raio hidráulico, que atua sobre o material aí
sedimentado promovendo o seu arraste. Pode ser calculada de acordo com a fórmula abaixo:
st = tensão trativa, [Pa]
γl = peso específico do líquido, [N/m³]
Rh = raio hidráulico, [m]
i = declividade, [m/m]
Para tubos plásticos de parede interna lisa, aplicados em redes de esgoto, geralmente é
utilizado o valor de tensão trativa mínima de 0,6 Pa.
A declividade mínima admissível para cada trecho da rede pode ser determinada pela
expressão aproximada da equação abaixo. A equação foi estabelecida e é válida somente para
o critério da tensão trativa média de 0,6 Pa e coeficiente de Manning ƞ = 0,010.
imín = declividade mínima, [m/m]
Qi = vazão inicial, [l/s]
3.1.3.2. Velocidade Crítica - Vc
Outro aspecto importante a ser considerado nas aplicações de redes de esgoto é a velocidade
crítica. A velocidade crítica pode ser definida por:
Vc = velocidade crítica, [m/s]
g = aceleração da gravidade, [m/s²]
Rh = raio hidráulico, [m]
A altura de lâmina d’água (y) deve ser sempre calculada admitindo o escoamento em regime
uniforme e permanente, sendo o seu valor máximo, para vazão final, igual ou inferior a 78% do
diâmetro interno do tubo.
Quando a velocidade final for superior à velocidade crítica, a maior lâmina admissível deve ser
de 50% do diâmetro interno do tubo, assegurando ventilação adequada para o trecho de rede.
23
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
3.1.4. Tabela de Vazões e Velocidades
Declividade
0,1%
0,2%
0,3%
0,4%
0,5%
DN
Área
Molhada
Raio
Hidráulico
V
Q
V
Q
V
Q
V
Q
V
Q
mm
m²
m
m/s
l/s
m/s
l/s
m/s
l/s
m/s
l/s
m/s
l/s
250
0,0474
0,0710
0,5424
25,71
0,7671
36,36
0,9395
44,53
1,0848
51,42
1,2129
57,49
300
0,0765
0,0902
0,6362
48,65
0,8997
68,80
1,1019
84,27
1,2723
97,30
1,4225
108,79
400
0,1206
0,1133
0,7404
89,26
1,0471
126,23
1,2824
154,60
1,4808
178,52
1,6556
199,59
500
0,1888
0,1418
0,8599
162,38
1,2161
229,65
1,4894
281,26
1,7198
324,77
1,9227
363,10
600
0,2835
0,1737
0,9846
279,13
1,3924
394,75
1,7054
483,47
1,9692
558,27
2,2016
624,16
800
0,4844
0,2271
1,1771
570,21
1,6647
806,39
2,0388
987,63
2,3542 1140,41
2,6321
1275,02
1000
0,7564
0,2838
1,3656 1033,02 1,9313 1460,91 2,3653 1789,24 2,7312 2066,04
3,0536
2309,90
1200
1,0951
0,3415
1,5448 1691,73 2,1847 2392,47 2,6758 2930,17 3,0897 3383,47
3,4544
3782,83
Tabela 19: Vazões e Velocidades
Declividade
1,0%
2,0%
3,0%
4,0%
5,0%
DN
Área
Molhada
Raio
Hidráulico
V
Q
V
Q
V
Q
V
Q
V
Q
mm
m²
m
m/s
l/s
m/s
l/s
m/s
l/s
m/s
l/s
m/s
l/s
250
0,0474
0,0710
1,7153
81,31
2,4258
114,99
2,9710
140,83
3,4306
162,62
3,8355
181,81
300
0,0765
0,0902
2,0118
153,85
2,8450
217,57
3,4845
266,47
4,0235
307,69
4,4984
344,01
400
0,1206
0,1133
2,3413
282,26
3,3112
399,18
4,0553
488,89
4,6827
564,52
5,2354
631,16
500
0,1888
0,1418
2,7192
513,50
3,8455
726,20
4,7098
889,41
5,4384
1027,01
6,0803
1148,23
600
0,2835
0,1737
3,1135
882,70
4,4032 1248,32 5,3928 1528,87 6,2271
1765,39
6,9621
1973,77
800
0,4844
0,2271
3,7223 1803,15 5,2641 2550,04 6,4472 3123,15 7,4446
3606,30
8,3233
4031,97
1000
0,7564
0,2838
4,3185 3266,69 6,1072 4619,80 7,4798 5658,07 8,6369
6533,38
9,6564
7304,54
1200
1,0951
0,3415
4,8852 5349,73 6,9088 7565,67 8,4615 9266,01 9,7705 10699,47 10,9237 11962,37
Tabela 19(continuação): Vazões e Velocidades
Dados aplicados nas tabelas acima:
Altura da lâmina d’água = 93,8%
Ângulo Ɵ = 5,4 radianos
Coeficiente de Manning = 0,010
24
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
3.2. Dimensionamento Mecânico
3.2.1. Tubos rígidos, semi-rígidos e flexíveis – Conceito
Para efeito de dimensionamento mecânico, em geral os tubos podem ser classificados de
acordo com seu desempenho durante a interação com o solo (deflexão ou distorção). Quando
submetidos à compressão diametral, a níveis de deflexões pré-estabelecidas, sem sofrerem
danos permanentes, conforme tabela 1, os tubos (secções transversais) podem ser
classificados como rígidos, semi-rígidos ou flexíveis. Isso não significa que a barra seja flexível
ou faça curva.
Classificação do Tubo
% deflexão sem apresentar danos estruturais
Rígido
Semi-Rígido
Flexível
0,1 %
≤ 3,0 %
> 3,0 %
Tabela 20: Classificação dos tubos quanto à sua deflexão
3.2.2. Interação do tubo com o solo
Os tubos flexíveis KNTS Super se beneficiam de sua capacidade de se deformar ou modificar
sob a ação de cargas, sem apresentarem danos estruturais, conforme ilustração da figura 22.
Esta deformação é conhecida como deflexão ou distorção que permite ao tubo se adaptar à
forma do invólucro exterior, transferindo a maior parte da carga vertical recebida para a
envoltória.
Deflexão
Fissuras
TUBO FLEXÍVEL
TUBO RÍGIDO
Figura 22: Comportamento dos tubos sob a ação de carga vertical.
25
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Tanto os tubos rígidos quanto os flexíveis requerem um solo apropriado, embora a interação
do tubo com o solo seja diferente em cada um dos casos.
No caso de tubo rígido, este transfere a carga recebida em sua parede para o fundo da vala
(fundação). Já no tubo flexível, a carga é transferida e transportada pelo solo, daí a se dizer
que o tubo flexível interage com o solo.
A figura 23 ilustra a interação solo/tubo e a transferência de carga nos dois tipos de tubos:
TUBO FLEXÍVEL
TUBO RÍGIDO
Figura 23: Interação Solo / Tubo
Um tubo rígido é muitas vezes mais rígido do que o solo de reaterro, conduzindo a
necessidade de suportar cargas de solo muito maior do que a carga de prisma ao longo do
tubo.
Por outro lado, o tubo flexível não é tão rígido quanto o solo de reaterro, forçando assim uma
mobilização do solo de envolvimento lateral (envoltória), a fim de suportar o peso das cargas
de tráfego e das cargas de solo.
3.2.3. Projeto Estrutural do Tubo
Primeiramente, os projetistas precisam estabelecer as deflexões permitidas para as
tubulações, baseados em suas experiências e/ou em referências normativas.
Salvo acordo contrário entre o projetista e o proprietário do sistema, recomenda-se que, por
razões de operacionalidade, os valores médios calculados de deflexão não ultrapassem os
valores indicados na Tabela 21, extraídos da norma ISO 21.138-1.
26
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Classe de Rigidez
SN 4 e SN 8
Deflexão média inicial
Deflexão média de longo prazo
8%
10%
Tabela 21: Limites recomendados de deflexão de projeto
Um estudo intensivo da história de deflexão de tubos instalados em diferentes condições, de
até 25 anos atrás, resultou na experiência como apresentada no gráfico da Figura 24.
Deflexão do Tubo (%)
Para a deflexão indicada no gráfico de projeto, a tensão será muito abaixo do limite de projeto
e não necessita ser levada em conta.
Gráfico de Projeto - Deflexão máxima de longo prazo do tubo
10
9
8
III
7
6
5
4
II
3
2
I
1
SN2
SN4
SN8
SN16
Rigidez Anelar do Tubo (kPa)
Legenda:
I – Boa Compactação / II – Moderada Compactação / III – Sem Compactação (não recomendado)
Figura 24: Gráfico de Projeto (extraído do anexo C da norma ISO21138-1)
O gráfico de projeto serve apenas como referência informativa para o projetista e não tem a
intenção de substituir o cálculo estrutural, nem limitar as condições que os tubos poderão ser
submetidos. As condições de validação do gráfico de projeto estão indicadas na tabela 22.
27
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Parâmetros
Condições de validação
Profundidade da instalação
0,8 a 6,0 m
Cargas de tráfego
Considerada
“Boa” Compactação (I)
O solo de aterro de tipo granular é colocado cuidadosamente na zona de
envoltória e compactado, depois de ter sido colocado em camadas de no
máximo 30 cm e depois de cada camada ter sido compactada com
cuidado. O tubo deve ser coberto por uma camada de pelo menos 15 cm.
A vala é preenchida com qualquer tipo de solo e depois compactada. Os
valores típicos para a densidade Proctor estão acima de 94%.
Qualidade da instalação
Categoria da instalação
“boa”, “moderada”, “sem-“
– deve refletir o trabalho
da mão-de-obra em que o
projetista possa confiar.
“Moderada” Compactação (II)
O solo de aterro de tipo granular é colocado em camadas de no máximo
50 cm, depois de cada camada ter sido compactada com cuidado. O tubo
deve ser coberto por uma camada de pelo menos 15 cm.
A vala é preenchida com qualquer tipo de solo e depois compactada. Os
valores típicos para a densidade Proctor estão na faixa de 87% a 94%.
As estacas/pranchas do escoramento lateral devem ser removidas antes
da compactação, de acordo com as recomendações da EN 1610:1997. Se,
no entanto, as estacas/pranchas forem removidas depois da
compactação, deve-se considerar que o nível de compactação "Boa” ou
"Moderada" será reduzido para o grau "sem-" compactação (III).
Tabela 22: Condições de validação do gráfico de projeto – ISO 21.138
3.2.4. Estrutura Solo / Tubo (Spangler)
Os Drs. Spangler e Marston, da Universidade de Iowa, analisaram o desempenho de uma
estrutura solo/tubo flexível para predizer matematicamente a deformação do tubo, em
resposta à carga (de trafego e de solo), ao aterro (compactação e solo) e ao tubo (material e
geometria).
A equação resultante desse estudo ficou conhecida como equação de Spangler ou fórmula de
Iowa:
Equação 3: Equação de Spangler ou fórmula de Iowa
28
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
A equação de Spangler foi modificada com base em estudos conduzidos por diversos
pesquisadores, como por exemplo, os Drs. Barnard e Watkins, que simplificaram a equação
original e estabeleceram a fórmula modificada de Iowa:
∆Dv = deflexão vertical, [%]
b1 = fator de distribuição de carga
C = fator de autocompactação
Ps = carga de solo, [kN]
Pt = carga de tráfego, [kN]
SN = rigidez anelar do tubo, [kN/m²]
ER = Módulo de rigidez do solo, [kN/m²]
Equação 4: Fórmula Modificada de Iowa
Após a instalação, a compactação do solo circundante (envoltória) se desenvolve com o
tempo, devido ao carregamento externo e ao assentamento do solo.
A experiência mostra que a deflexão máxima será alcançada dentro de 1 a 3 anos após a
instalação, dependendo do material de enchimento, da qualidade do trabalho de compactação
do solo e das cargas externas. Devido a isso, o cálculo da deformação vertical desse manual
considera somente as propriedades de curto prazo (inicial) do produto.
A figura 25 abaixo ilustra o comportamento da deflexão do tubo na instalação e após sua
instalação, considerando a influência da carga de tráfego.
Deflexão do Tubo (%)
Gráfico de Deflexão do tubo em função do tempo
Com Tráfego
II
Estabilização
da Deflexão
Sem Tráfego
I
Deflexão na
Instalação
Instalação
Após Instalação
Tempo
Figura 25: Gráfico de deflexão do tubo no momento da instalação e após sua instalação
Pesquisas indicam que a deflexão adicional, até o sistema atingir sua estabilização, pode variar
de 1,5 a 2 vezes a deflexão resultante da instalação.
29
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
3.2.5. Cálculo da Deflexão Vertical do tubo - ∆DV
A experiência demonstra que a carga vertical que atua sobre um tubo colocado numa vala, é
inferior ao peso do material de enchimento. Os cálculos que se apresentam a seguir baseiamse nas normas Alemãs ATV 127 e na fórmula modificada de Iowa (equação 4).
3.2.5.1. Determinação da carga de solo (carga estática) - PS
A carga atuante na tubulação pode ser calculada segundo a teoria de Silo, onde é considerado
um fator de correção da carga de solo originado pela auto-sustentação do terreno.
L
H
Equação 5: Carga de solo - Ps
Ps
Ps = carga vertical do solo, [kN/m²]
γ = peso específico do material de enchimento, [kN/m3]
H = profundidade da vala até a geratriz superior do tubo [m]
SC = coeficiente de correção da carga de solo
Figura 26: Cargas atuantes
Cálculo do coeficiente SC
O coeficiente de correção da carga de solo, para valas de parede vertical ou aproximadamente
vertical, é calculado de acordo com a fórmula abaixo:
Equação 6: Coeficiente SC
SC = coeficiente de correção da carga de solo
δ = ângulo de fricção efetivo entre o solo de enchimento e a parede da vala, [graus]
30
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
K1 = relação entre os esforços horizontais e verticais existentes no material de enchimento da vala
L = largura da vala, [m]
Nota: Quando δ = 0 , considerar SC = 1.
As condições de execução do enchimento, especificamente o grau de compactação e as
propriedades do solo, são de fundamental importância para um bom desempenho da
tubulação frente às cargas que estará sujeita.
Os parâmetros “δ” e “K1”, em função da qualidade de execução do enchimento, estão
indicados na tabela 23.
Condições de recobrimento
K1
δ
C1
Enchimento compactado por camadas contra o solo
natural, com verificação da densidade Proctor (Dp)
0,5
δ=Ψ
C2
Enchimento compactado por camadas contra o solo
natural, sem verificação da densidade Proctor (Dp)
0,5
δ = 2/3Ψ
C3
Enchimento em valas escoradas verticalmente e sem
compactação
0,5
δ = 1/3Ψ
C4
Valas construídas verticalmente, suportadas por
placas de madeiras ou outro tipo de equipamento de
contenção
0,5
δ=0
Nota: Ψ - ângulo de fricção interna do material de enchimento
Tabela 23 – Parâmetros “δ” e “K1” para condições de recobrimento
Os diversos tipos de solos e seus respectivos valores de peso específico e ângulo de fricção
interna, estão indicados na tabela 24.
γ
peso específico
[kN/m³]
Ψ
Ângulo de fricção interna
[°]
Areia densa
21
35
Cascalho-areia
21
35
Cascalho
20
35
Areia semi-densa
20
32,5
Areia solta
19
30
Escombros
17
35
22
22,5
Tipos de Solo
SOLOS NÃO COESIVOS
SOLOS COESIVOS
Argila arenosa rígida
31
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Argila arenosa mole
21
22,5
Argila semi-sólida
21
15
Argila rígida
20
15
Lodo rígido ou sólido
20
22,5
Lodo mole
19
22,5
Argila mole
18
15
Argila e calcário orgânicos
17
10
11
15
Turfa
Tabela 24: Tipos de Solos – Peso específico e ângulo de fricção
3.2.5.2. Determinação do módulo de rigidez do material de enchimento - ER
A medida da qualidade de compactação do solo é dada pela “Densidade Proctor” (Dp), que
representa a relação entre a densidade do material de enchimento e a do solo natural.
Recomenda-se a utilização do grau de compactação Proctor de no mínimo 95%, tanto para
solos coesivos quanto para solos não coesivos.
Os módulos de rigidez do material de enchimento (ER), em função de seu grau de compactação
(Densidade Proctor - Dp), para os diversos grupos de solos, estão indicados na tabela 25.
ER - Módulo de rigidez do material de enchimento
kN/m² (kPa)
Grupo de Solo
1
2
3
4
Dp = 85%
Dp = 90%
Dp = 92%
Dp = 95%
Dp = 97%
2.000
1.200
800
600
6.000
3.000
2.000
1.500
9.000
4.000
3.000
2.000
16.000
8.000
5.000
4.000
23.000
11.000
8.000
6.000
Dp = 100%
40.000
20.000
13.000
10.000
Tabela 25: Módulo de rigidez do material de enchimento, em função da densidade Proctor
A composição de cada grupo de solo, classificados de acordo com a norma DIN 18.196, está
indicada na tabela 26.
32
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Grupo
Tipo de Solo
Codificação (DIN18196)
1
Solos não coesivos
GE, GW, GI, SE, SW, SI
2
Solos ligeiramente coesivos
GU, GT, SU, ST
3
Solos coesivos com misturas
(areia coesiva e cascalho)
GU, GT, SU, ST, UL, UM
4
Solos coesivos
TL, TM, TA, OU, OT, OH, OK
Tabela 26: Composição dos Grupos de Solo
3.2.5.3. Determinação da carga de tráfego (carga dinâmica) - Pt
As cargas de tráfego são produzidas na superfície do terreno e transmitidas para o subsolo. Os
esforços atuantes no plano tangencial à geratriz superior do tubo podem ser determinados
através da equação 7.
Quanto mais rasa for a vala, maior será o esforço da carga de tráfego. A equação abaixo não é
aplicável para valores de H < 0,5 metros.
T
x
H
Pt
Equação 7: Carga de tráfego - Pt
Pt = carga de tráfego, [kN/m²]
T = carga de tráfego esperada, [kN]
H = profundidade da vala até a geratriz superior do tubo [m]
x = distância relativa ao eixo do tubo, onde a carga de tráfego
Figura 27: Carga de tráfego
vai incidir, [m]
Valores da carga de tráfego esperada (T) podem ser considerados de acordo com a tabela 27.
33
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Tipo de Tráfego
Carga Total
(kN)
Carga por Roda
(kN)
Pesado
600
100
Médio
300
50
Ligeiro
120
40 nas rodas traseiras
20 nas rodas dianteiras
Tabela 27 : Carga de tráfego esperada (T)
3.2.5.4. Determinação dos fatores de correção – b1 e C
O fator de autocompactação (C) é utilizado para correção da carga de solo. O valor de 1,5 deve
ser adotado para compactações moderadas e o valor de 2,0 deve ser adotado para
compactações moderadas com baixa altura de recobrimento.
O fator de distribuição da carga (b1) é um coeficiente de suporte do tubo e está relacionado ao
ângulo formado pela acomodação do tubo no berço (a). Os valores estão indicados na tabela
28 e geralmente é adotado o valor de 0,11.
ângulo do
berço
a
Berço
Ângulo do berço
(a)
0°
30°
45°
60°
90°
120°
180°
Fator b1
0,110
0,108
0,105
0,102
0,096
0,090
0,083
Figura 28: Ângulo do berço
Tabela 28 : Fator de distribuição da carga (b1)
3.2.5.5. Determinação da Rigidez Anelar Nominal – Nominal Ring Stiffness (SN)
Os tubos corrugados são classificados pela sua rigidez anelar, que é determinada de acordo
com a norma internacional ISO 9969.
34
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
O termo “SN” (Nominal Ring Stiffness) indica a rigidez anelar nominal do tubo, ou seja, a
rigidez mínima suportada pelo tubo.
Os valores do “SN” são apresentados em kN/m². Portanto, um tubo classificado como SN4, por
exemplo, apresenta uma rigidez anelar mínima de 4 kN/m².
4. Instalação
4.1. União de Tubos e Acessórios
O método de união de tubos e acessórios com corrugação anelar, baseia-se na colocação de
um anel na 1a corrugação da Ponta e encaixe em uma Bolsa com parede interna lisa.
Abaixo estão os passos a serem seguidos para correta união dos tubos, garantindo a
estanqueidade do sistema.
1o Passo: Preparação das superfícies a serem encaixadas.
Limpar com pano úmido a Bolsa que receberá a Ponta com o Anel de vedação;
Na extremidade do tubo, remover a proteção que envolve o anel de vedação e verificar sua
integridade. Limpar a Ponta e Anel;
Nota: A cor vermelha do anel é ilustrativa. O anel é fornecido na cor preta.
Figura 29: Detalhe do anel de vedação instalado
35
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
2o Passo: Lubrificação.
Lubrificar o Anel e a Bolsa do Tubo com pasta lubrificante Kanalub em abundância;
Figura 30: Aplicação da pasta lubrificante
3o Passo: Alinhamento dos tubos.
Alinhar os tubos vertical e horizontalmente;
Aproximar a Ponta da Bolsa;
Figura 31: Alinhamentos dos tubos
4o Passo: Introdução da Ponta na Bolsa.
A inserção da Ponta na Bolsa é feita através de encaixe rápido, empurrando manualmente uma
barra em direção à outra;
Pode ser utilizada uma alavanca e anteparo de madeira para facilitar esse deslocamento
conforme demonstrado na figura 32.
36
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Figura 32: Introdução da ponta na bolsa
4.2. Preparação da vala
Na instalação de tubulações enterradas, as paredes da vala devem ser verticais e sua largura
pode ser determinada pelo diâmetro do tubo KNTS SUPER a ser instalado, pela qualidade do
solo local, materiais de preenchimento, níveis de cargas e de compactação. A altura de
reaterro deverá ter no mínimo 0,60 metro, medido a partir da geratriz superior do tubo até a
superfície da camada asfáltica ou linha rasante do terreno.
Em situações onde existam tráfego de veículos com níveis muito elevados, esta poderá variar
a partir de 1,20 metro.
A vala deve ser suficientemente larga, para permitir a adequada colocação e compactação do
material de preenchimento ao redor do tubo e/ou de acordo com as especificações do projeto.
Em função destes parâmetros a largura da vala poderá ser determinada através da fórmula B =
DN (mm) + 500 mm.
O uso de retro escavadeiras ou valetadeiras são muito vantajosos, exceto quando rochas ou
outras interferências impedirem o uso das mesmas.
No início da escavação da vala é necessário afastar o entulho resultante da quebra do
pavimento para longe da borda da mesma, para evitar o uso indevido no posterior
envolvimento da tubulação.
Durante a escavação, as terras escavadas isentas de pedras ou entulhos, devem ser colocadas
fora dos limites da vala, a fim de se evitar eventuais desabamentos para o interior da mesma.
O fundo da vala deve ser uniforme, isento de pedras ou outros objetos que possam vir a
danificar os tubos a serem instalados e sempre obedecendo a declividade prevista no projeto.
37
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Em locais onde o fundo da vala apresente pedras ou formações rochosas, cobrir o mesmo com
uma camada de terra ou areia na espessura de 10 cm, formando um berço devidamente
compactado e com inclinação uniforme.
Para início dos trabalhos de acomodação dos tubos KNTS Super, certifique-se que estão
abrigados do sol, evitando o possível amolecimento e consequente amassamento durante o
manuseio e processo de reaterro.
4.3. Recomposição do pavimento
Para execução do reaterro deve-se prever um material de bom suporte lateral (por exemplo:
areia grossa), principalmente em se tratando de casos em que o terreno acima do tubo estiver
sujeito ao tráfego de veículos.
O recobrimento da tubulação deve ser feito em camadas e compactadas com 20 cm acima da
geratriz superior do tubo, com material isento de pedras ou corpos cortantes e pontiagudos.
O restante do recobrimento pode ser feito com terra do próprio local escavado, compactado
em camadas de 20 cm de espessura.
Caso este material não atingir o grau de compactação necessário, substituir o reaterro com
outro de melhor qualidade.
4.4. Método de reparo dos tubos KNTS SUPER
Tipos de danos:
A) Danos leves
-
Amassamento de espiras e/ou desgaste na parede externa
Reparo: não há necessidade de reparo, uma vez que não compromete a sua utilização.
B) Danos médios ou pesados
-
Perfuração ou rompimento do tubo
Reparo: quando de uma avaria maior com perfuração ou rompimento do tubo, cortar o trecho
danificado e substituí-lo por outro de mesmo comprimento.
Colocar duas conexões de emenda Bolsa Bolsa, encaixando as pontas dos tubos nas bolsas da
conexão.
38
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
5. Manuseio e Transporte
Durante o transporte e manuseio dos tubos, deve-se evitar que ocorram choques ou contatos
com elementos que possam comprometer a integridade dos mesmos, tais como: objetos
cortantes ou pontiagudos com arestas vivas, pedras, etc.
O descarregamento deverá ser efetuado cuidadosamente, não devendo permitir que os tubos
sejam lançados diretamente ao solo a fim de evitar amassamentos, rompimentos, perfurações
dos mesmos ou concentração de cargas num único ponto (figuras 33, 34 e 35).
Figura 33: Cuidados no transporte e descarregamento
Para diâmetros de até 400mm o descarregamento poderá ser efetuado manualmente e para
tubos de 500mm até 1200mm, com o auxílio de equipamentos usando-se cintas de nylon.
39
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Figura 34: Manuseio
Figura 35: Uso de cintas de Nylon
O uso de qualquer outro material como correntes ou cabos de aço não são recomendáveis,
pois estes podem danificar os tubos.
40
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
CAPACIDADE OCUPACIONAL POR CAMINHÃO
Ø NOMINAL
(mm)
CARRETA
TRUCK
BAÚ
TOCO
Metragem
Barras
Metragem
Barras
Metragem
Barras
Metragem
Barras
250
864 m
144
432 m
72
432 m
72
432 m
72
300
504 m
84
252 m
42
252 m
42
252 m
42
400
360 m
60
180 m
30
180 m
30
180 m
30
500
192 m
32
96 m
16
96 m
16
96 m
16
600
144 m
24
72 m
12
72 m
12
72 m
12
800
72 m
12
36 m
6
36 m
6
36 m
6
1000
48 m
8
24 m
4
24 m
4
24 m
4
1200
24 m
4
12 m
2
12 m
2
12 m
2
Tabela 29: Capacidade ocupacional por caminhão
DIMENSÕES DOS CAMINHÕES
Tipo
Comprimento (m)
Largura (m)
Altura (m)
TOCO
6,0
2,4
2,8
TRUCK
8,0
2,4
2,8
BAÚ
10,0
2,4
2,8
CARRETA
12,0
2,4
2,8
Tabela 30: Dimensões dos caminhões
41
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
6. Armazenamento e Estocagem
A estocagem/armazenamento dos tubos KNTS Super deve ser efetuada em locais de chão
firme e plano, isentos de quaisquer elementos que possam danificar o material, tais como:
superfícies rígidas com arestas vivas, objetos cortantes ou pontiagudos, pedras, entulhos, etc.
Evitar golpes nas Pontas dos tubos para que não haja qualquer tipo de dano. Não arrastar os
tubos. As Bolsas devem estar livres para fora da pilha de armazenagem.
Figura 36: Acomodação em tábuas de madeira
Não recomendamos estocar os tubos diretamente ao solo, para evitar deformações e os
mesmos devem ser dispostos na forma horizontal, onde a primeira camada deverá ser
colocada sobre tábuas de madeira contínua de 0,10 metro de largura, espaçadas a cada 0,20
metro no máximo, colocadas no sentido transversal (Figura 36).
Devem ser colocadas estroncas verticais, espaçadas de metro em metro para apoio lateral das
camadas de tubos ou usar calços largos de vigas de madeira.
Não armazenar os tubos próximos de fontes de calor e evitar contatos com agentes químicos
agressivos como solventes de uma forma geral.
Estocar a uma altura máxima de 3,00 metros a fim de facilitar a colocação e a retirada dos
tubos da última camada, não devendo ficar expostos a céu aberto por um período superior a
12 (doze) meses.
Caso haja necessidade de se permanecer além do período acima estipulado, recomenda-se
estocar os tubos e conexões em locais cobertos e ventilados ou cobrir com lonas para uma
proteção mais eficaz evitando a incidência direta dos raios solares.
42
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
7. Aspectos da Qualidade
7.1. Padrões normativos para o KNTS Super
O sistema de tubulações KNTS Super atende aos mais rigorosos padrões internacionais de
produtos, definidos pela International Organization for Standardization (ISO) e European
Committee for Standardization (CEN).
As características e requisitos dos produtos KNTS Super são determinadas de acordo com as
seguintes normas:
- ISO 21138, Plastics piping systems for non-pressure underground drainage and sewerage Structured-wall piping systems of unplasticized poly(vinyl chloride) (PVC-U), polypropylene
(PP) and polyethylene (PE)
- Part 1: Material specifications and performance criteria for pipes, fittings and system.
- Part 3: Pipes and fittings with non-smooth external surface, Type B.
- EN 681, Elastomeric seals - Materials requirements for pipe joint seals used in water and
drainage applications
- Part 1: Vulcanized rubber
7.2. Identificação do produto
Os tubos KNTS Super são marcados de forma legível e indelével com as seguintes informações:
- Kanaflex / KNTS Super (nome da empresa e da linha de produto);
- Dimensão nominal (DN/ID);
- Rigidez Anelar (SN);
- Material (PE);
- Código de rastreabilidade (lote);
7.3. Controle da Qualidade do KNTS Super
A Kanaflex mantem um rigoroso sistema de controle da qualidade de seus produtos KNTS
Super, assegurando desde o uso de matérias-primas adequadas assim como o atendimento
dos requisitos de controle de processo de fabricação e desempenho de seus tubos, conexões e
acessórios.
7.3.1. Controle da matéria-prima
Antes da produção, as matérias-primas são avaliadas quanto ao
ensaio de Índice de fluidez e de densidade, para assegurar condições
adequadas de processamento e resistência mecânica para o produto.
43
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
Ao lado, foto do Plastômetro (equipamento para determinação do Índice de fluidez das resinas
de polietileno, de acordo com as normas ISO1133 e NBR9053).
7.3.2. Controle do produto no processo de fabricação
Durante o processo de fabricação, são avaliadas as características
dimensionais e mecânicas, de todo lote produzido, para assegurar
que o produto atenderá o desempenho esperado para sua
aplicação final.
Ao lado, foto do equipamento para determinação da resistência à
compressão (equipamento para determinação da Rigidez Anelar /
Ring Stiffness, de acordo com as normas ISO9969).
7.3.3. Inspeção Final
A avaliação final compreende a verificação do atendimento dos
requisitos de cada produto, de acordo com seus códigos, descritivos
e sua marcação.
Para cada lote de produto é emitido um Certificado de
Conformidade, contendo a descrição completa do produto, nota
fiscal, padrão normativo e o atendimento aos principais requisitos
avaliados para cada lote do produto.
44
Tubo Corrugado de Grande Diâmetro
1) A Kanaflex S.A. Indústria de Plásticos possui como princípio o melhoramento contínuo
dos produtos de sua fabricação.
Eventuais alterações poderão ser feitas neste manual técnico, sem prévio aviso
objetivando o seu aperfeiçoamento.
2) Este manual técnico tem o intuito de colaborar com os usuários de KNTS Super nos
trabalhos de canalização.
Caso ocorra em suas obras particularidades ou dúvidas não contempladas neste
manual, favor contatar nosso Departamento de Assistência Técnica.
3) A Kanaflex possui e disponibiliza os serviços de assistência técnica nas obras. Este
serviço tem o objetivo de orientar os instaladores quanto ao procedimento correto da
instalação do tubo e não pode ser considerada como uma fiscalização. Nossos técnicos
são orientados a não interferirem nos procedimentos de engenharia e projeto, que são
responsabilidades das empreiteiras e instaladoras.
Dúvidas?
Ligue para (11) 3779-1670 ou diretamente para
nossa Assistência Técnica no (11) 4785-2132
e-mail: [email protected]
Rodovia Raposo Tavares, km 22,5 - Bloco F - Conj. 14
The Square Open Mall - Bairro Granja Vianna
Cotia - SP
CEP 06709-015
www.kanaflex.com.br
ISO 9001
[email protected]
1ª Edição – Janeiro/2014
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