21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
I-071 – APRIMORAMENTO DOS RAMAIS PREDIAIS DE PEAD
Adilson Lourenço Rocha(1)
Engenheiro mecânico pela FEI/SP (1971). Mestre em engenharia pela EPUSP (1990).
Pesquisador do Laboratório de Instalações Prediais do Agrupamento de Instalações
Prediais, Saneamento Ambiental e Segurança ao Fogo do Instituto de Pesquisas
Tecnológicas do Estado de São Paulo.
Douglas Barreto
Tecnólogo em construção civil pela Fatec/SP (1983). M.Sc. in Building Services
Engineering pela Heriot-Watt University Edimburgo/Escócia (1990). Doutor em
Estruturas Ambientais Urbanas na FAUUSP (1999). Pesquisador do Laboratório de Instalações Prediais do
Agrupamento de Instalações Prediais, Saneamento Ambiental e Segurança ao Fogo do Instituto de Pesquisas
Tecnológicas do Estado de São Paulo.
Pedro Jorge Chama Neto
Engenheiro Civil pela Faculdade de Engenharia Civil de Araraquara (1980), Mestrando em Engenharia pela
Escola Politécnica da USP, Engenheiro Especialista na Superintendência de Pesquisa e Desenvolvimento
Tecnológico da Sabesp desde1999. 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.
Endereço(1): Caixa Postal 7141 - CEP 01064-970 – São Paulo (SP). Telefone: (011) 3767-4153. Telefax:
(011) 3767-4681. E-mail: [email protected].
RESUMO
Numa conjuntura em que os vazamentos de água pelos ramais prediais alcançaram parcela muito
significativa do total de perdas físicas observadas em um determinado sistema de abastecimento público de
água, optou-se por desenvolver diversos projetos de natureza tecnológica tendo-se como principal objetivo o
aprimoramento dos ramais prediais de PEAD, considerados enquanto sistemas e não apenas como simples
tubos de PEAD.
O presente trabalho trata basicamente de duas atividades que foram desenvolvidas no âmbito desses projetos.
Uma dessas atividades, que foi o levantamento qualitativo das falhas que provocavam os vazamentos nos
ramais prediais, diagnosticou de forma sistemática 10 diferentes tipos de falhas que ocorriam nas localidades
onde o sistema público abastecia com água.
Depois que a tipologia das falhas tornou-se realidade, foi desenvolvida a segunda atividade que tratava do seu
levantamento quantitativo. Nesse sentido, foi elaborado um Gráfico de Pareto dessas falhas.
Subsidiariamente ao trabalho de implantação de um sistema de registro contínuo de falhas, desenvolvido
também no âmbito dos projetos de pesquisa tecnológica mencionados, foi elaborado um segundo Gráfico de
Pareto (esse de aplicação mais restrita) que comprovou os levantamento anterior.
PALAVRAS-CHAVE: Ramal predial, PEAD, Aprimoramento.
ANTECEDENTES E OBJETIVO DO TRABALHO
A empresa concessionária objeto do presente trabalho tem como postura básica combater os desperdícios de
água entre os quais se inserem os vazamentos que ocorrem na rede pública (perda de água).
Em 1993, a partir de um trabalho contratado junto a 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 vazamento 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
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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”.
Deste relatório, constata-se que, do total de perdas de 18,7 m³/s, observados em novembro de 1992, o valor de
8,9 m³/s era devido a vazamentos, ou seja, 47,6%, que corresponde às perdas físicas verificadas na rede
pública e nos ramais prediais. Pesquisas de vazamentos levadas a efeito mostraram que as perdas nos ramais
prediais são maiores que aquelas verificadas na rede pública, quer os ramais sejam de aço galvanizado
(sistema antigo) quer sejam de polietileno (sistema atual).
A política vigente na empresa é de trocar os ramais de aço pelo de polietileno à medida que vão surgindo
vazamentos nos primeiros. Considerando-se que as mesmas pesquisas demonstraram que a taxa de
vazamento verificada em ramais de polietileno é anormalmente 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.
Segundo o relatório, “a análise de 808 casos de vazamentos reparados confirma a importância dos
vazamentos em ramais prediais, que respondem por 95% dos casos de fugas, e a importância das condições
de confeccionamento dos ramais em polietileno, que responderam por 80% dos casos. O principal resultado
desta análise indicou fugas em 62% dos casos no ferrule, no próprio tubo em 49% dos casos e no registro,
curvas e juntas em 46% dos casos. Observa-se que, em sua maior parte, os ramais com vazamentos
apresentavam mais de uma fuga.”
Há uma recomendação de que a questão do ramal predial de PEAD seja enfrentada com alta prioridade,
efetuando-se um diagnóstico técnico completo de todos os aspectos concernentes à sua execução. Neste
contexto, o objetivo do trabalho foi fazer um diagnóstico dessas falhas nos ramais prediais e a partir dele
estabelecer um plano de ações corretivas destinado a combater os vazamentos identificados.
METODOLOGIA ADOTADA
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 de manutenção da concessionária. 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.
Depois, foi estabelecida uma programação de visitas à campo, destinada a levantar 270 ocorrências de falhas
nos ramais prediais de PEAD, distribuídas pelos seis diferentes departamento da empresa. Com base nesse
levantamento, foi feito o diagnóstico quantitativo da situação, determinando-se um Gráfico de Pareto das
falhas anteriormente identificadas.
O diagnóstico qualitativo e quantitativo assim determinado seria o referencial técnico necessário para o
estabelecimento das ações corretivas e preventivas, destinadas a combater os vazamentos. Dentre tais ações
destacava-se a proposta de implantação, no âmbito da empresa, de um sistema de registro das ocorrências de
vazamento com o detalhamento técnico necessário e suficiente para permitir a qualquer momento dispor de
forma atualizada o diagnóstico que então tinha sido feito. Nesse sentido, um sistema de registro das falhas de
vazamento foi experimentalmente implantado em um dos departamentos regionais da empresa.
RESULTADOS ALCANÇADOS
Os resultados, fruto das atividades desenvolvidas, estão apresentados a seguir. Inicialmente apresenta-se os
resultados obtidos com o levantamento qualitativo e a seguir aqueles relativos ao levantamento quantitativo.
Em seguida apresenta-se os resultados obtidos com a implantação experimental do registro de falhas. Por fim
tem-se um capítulo de conclusões sobre o trabalho realizado.
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ESTUDO QUALITATIVO DAS FALHAS (TIPOLOGIA)
O trabalho de identificação das falhas e de formulação do diagnóstico de cada uma delas, foi apoiado,
tecnicamente, nas atividades desenvolvidas na fase anterior, de estudo inicial dos ramais prediais de PEAD.
O trabalho constituiu em caracterizar cada tipo de falha, observada nos estudos, e estabelecer, para cada um
deles, as suas causas e as origens dessas causas, correspondentes a cada uma delas.
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.
Empregando-se a terminologia da ABPE, tratava-se de microfissuras transversais. Pode-se dizer que este tipo
de defeito é decorrente de falhas no processo de produção do tubo e não consequência 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 da especificação (formulação)
do material utilizado, como a parte da fabricação propriamente dita, 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”. A resina base é obtida adicionando-se aditivos ao polímero base de polietileno. O “master batch”, que
é o composto concentrado, é obtido adicionando-se pigmentos a essa resina base. 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.
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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 ter ficado perfeito, 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 sucatas de procedência desconhecida, durante a
preparação do composto destinado à extrusora.
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. Nas palavras da ABPE, tratava-se de corte
transversal, acompanhando a “mordida da garra”. 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 caso anterior (ver 4.2.1). Como
consequência 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
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instalação de um tubo de PEAD muito esticado, ou seja, um tubo cujo comprimento apresentou valor não
suficientemente maior que o valor daquilo que seria o comprimento do ramal predial, medido, em linha reta,
entre o adaptador do registro de 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 quando, por alguma razão, o registro existente no ponto de tomada
de água junto ao tubo da rede pública não pode ser fechado, durante o tempo necessário para a execução
integral do ramal predial, ou nem sequer chega a ficar exposto. São exemplos: (a) no caso da instalação de
um ramal novo em via pública larga e de tráfego intenso, onde o serviço tem de ser feito por etapas, o registro
tem de ser aberto logo após a execução da primeira etapa, que inclui a instalação do registro e de um trecho
do tubo do ramal predial, e, desta forma, há necessidade de ser utilizado o estrangulador para que o serviço
possa ser completado; (b) no caso de serviço de manutenção de um ramal predial, onde apenas seja reparado
um vazamento existente no adaptador junto à entrada do cavalete, o registro sequer chega a ficar exposto,
acessível, e, por este motivo, há necessidade de utilizar o estrangulador.
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
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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 quebranozes (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 consequência 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 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
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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
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.
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• 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 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.
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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
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.
9. Trinca em componente de PVC rígido, provocada por sobrepressões
A falha, nesse caso, se caracterizou pela ocorrência de trincas ou fissuras em conexões ou colares de tomada
que foram fabricadas em PVC rígido. As trincas foram provocadas por sobrepressões, devidas a transientes
hidráulicos ocorridos a montante (rede pública) ou a jusante (instalação predial) do ramal predial. Esta falha
apresentou duas causas diferentes, apresentadas a seguir, que podem ter contribuído de forma separada ou
conjunta para a sua ocorrência.
Uma das causas pode ser atribuída a sobrepressões excessivas, que alcançaram valores superiores ao valor da
sobrepressão máxima considerada no dimensionamento dos componentes de PVC rígido utilizados nos
ramais prediais. A origem dessa sobrepressão excessiva, no caso de transientes hidráulicos ocorridos a
montante do ramal predial, foi certamente a má operação da rede pública pela Empresa. No caso de
transientes hidráulicos ocorridos a jusante do ramal predial, a origem da sobrepressão excessiva foi a
existência de uma instalação predial de água, não conforme com a norma brasileira (NBR 5626 - Instalações
prediais de água fria), onde estavam ocorrendo sobrepressões de valores superiores ao máximo estabelecido
nessa norma.
A outra das causas pode ser atribuída à má fabricação dos componentes, que engloba tanto a parte da
especificação (formulação) do material utilizado, que é o PVC, como a parte da fabricação propriamente dita,
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que é a injeção do componente. Este caso é similar àquele já anteriormente examinado, onde houve trinca de
peças injetadas em material plástico, que constituíam o adaptador (ver item 7). As origens da má fabricação
das peças, no presente caso, são as mesmas apresentadas naquela oportunidade.
10. Deslocamento do colar de tomada, provocado por vibrações transmitidas pelo solo
A falha, nesse caso, se caracterizou pelo deslocamento do colar de tomada, ao longo do tubo da rede pública,
onde ele estava instalado, provocado por vibrações transmitidas pelo solo e, provavelmente, geradas na via
pública, pelo tráfego de veículos ou por equipamentos que provoquem vibrações no solo, tais como
compressores, bombas e outros. O colar de tomada é utilizado, quando a rede pública é formada por tubos
fabricado em PVC rígido, e é constituído, basicamente, por duas metades que abraçam o tubo. A fixação do
colar é feita através de algum sistema que, comprimindo as duas metades contra o tubo, garante que, pelo
atrito entre as superfícies internas dessas metades e a superfície externa do tubo, o colar não seja deslocado,
na direção do eixo do tubo da rede pública onde ele foi instalado.
A causa dessa falha deve ser atribuída ao atrito insuficiente entre o colar de tomada e o tubo da rede pública.
As origens desse atrito insuficiente podem ter sido duas e elas estão apresentadas a seguir. Cada uma delas
pode ter contribuído de forma isolada para que a falha ocorresse, mas, a conjugação das duas parece ser a
alternativa mais provável. Uma das origens pode ter sido o emprego de um colar de tomada mal projetado,
que não gerou o atrito necessário, ou seja, o sistema que o colar de tomada utilizado possuía, para ser fixado
ao tubo da rede pública, não garantiu sua estabilidade, quando ambos foram submetidos a esforços devidos a
vibrações transmitidas pelo solo. Em outras palavras, o desempenho do colar de tomada foi insatisfatório. A
outra das origens pode ter sido uma má instalação do colar de tomada, que foi feita por um instalador mal
treinado, que não deu o devido aperto à cunha do colar de tomada, porque ainda não foi adequadamente
advertido sobre os problemas que podem ser gerados com tal prática.
ESTUDO QUANTITATIVO DAS FALHAS (PARETO)
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.
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No. ocorrências Porcentagem (%)
Tipologia
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
270
100,0
Total
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
40,0%
35,3%
35,0%
30,0%
25,0%
19,0%
20,0%
15,0%
13,8%
10,8%
10,0%
5,0%
6,7%
2,6%
5,2%
2,2% 1,9%
1,1% 0,4% 0,4% 0,4% 0,4%
0,0%
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SISTEMA DE REGISTRO DE FALHAS
O combate aos vazamentos nos ramais prediais da empresa para ser efetivo necessita que antes de mais nada
se conheça de forma prioritária qual é o tipo de problema que primeiro deve ser atacado porque via de regra
as falhas se mostram com grande variedade de tipos. Essa foi a natureza do trabalho descrito nos dois
capítulos anteriores.
O problema que foi formulado, então, considerou pouco econômico e de emprego limitado deixar para fazer
levantamentos dessa natureza de uma forma esporádica.
O ideal seria implantar, na própria, empresa um sistema de registro de falhas associados aos demais sistemas
existentes e referentes ao assunto, fornecendo sempre, de forma atualizada, os dados necessários para se
levantar os correspondentes Gráficos de Pareto. Principalmente porque ao longo do tempo o tipo de falha
mais freqüente deve mudar em função das medidas que vão sendo tomadas como ações corretivas.
Considerado um recurso de fundamental importância no combate aos vazamentos nos ramais prediais, um
sistema de registro de falhas foi desenvolvido e implantado por quatro meses em um dos departamentos da
empresa, onde foram coletadas, pelas equipes de campo, as informações sobre as falhas que depois foram
introduzidas no sistema.
Esta implantação piloto iniciou-se em agosto e findou em outubro de 2000, perfazendo um total de 73
registros de falhas coletados e armazenados no sistema. A tabela a seguir apresenta a quantidade de reparos
mensais realizados pela regional e a quantidade de falhas cadastradas no sistema.
(horas)
Falhas
cadastradas
Percentual
incluído no
SFRF-PEAD
1073
29,5
(a)
-
2168
1287
21,8
(a)
-
Agosto
2125
1509
22,6
15
1,0 %
Setembro
2237
1484
20,9
34
2,3 %
Outubro
2371
1635
22,3
24
1,5 %
Novembro
2094
1494
15,0
(b)
-
Solicitações de
reparos
Reparos
realizados
Tempo médio
Junho
2039
Julho
Mês
Notas: (a) período de desenvolvimento do programa para o SRFR-PEAD
(b) coletas suspensas devido à reestruturação administrativa do departamento
Com base nas informações compiladas foi possível levantar um Pareto válido para a específica realidade
daquele departamento. A tabela com os valores indicando as freqüências associadas a cada tipo de falha está
apresentada logo a seguir.
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Local da falha
Número de falhas Percentual
Tubo
50
70,4%
Adaptador
17
23,9%
Registro broca/ferrule
2
2,8%
Colar de tomada
0
0,0%
Vedante
-
-
Outros
2
2,8%
Total
71
100,0%
Um aspecto importante a ser observado nos números desse gráfico, foi o fato deles estarem de certa forma em
conformidade com aqueles apresentados no gráfico levantado anteriormente.
As falhas ocorridas nos tubos de polietileno mais as falhas registradas com os adaptadores de PVC
alcançaram na primeira pesquisa um taxa de incidência da ordem de 75%. O levantamento feito de forma
experimental em um dos departamentos da empresa apresentou para esses mesmos tipos de falha uma taxa de
incidência da ordem de 94%.
O Gráfico de Pareto relativo a esse segundo levantamento quantitativo das falhas ocorridas esta apresentado a
seguir (página seguinte).
80,0%
70,4%
70,0%
60,0%
50,0%
40,0%
23,9%
30,0%
20,0%
10,0%
2,8%
0,0%
2,8%
0,0%
Tubo
Adaptador
Registro
Colar
Outros
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
A principal conclusão que deve ser obtida do trabalho desenvolvido se refere à necessidade vital com que
uma empresa de saneamento básico deve dispor de um sistema de registro das falhas que ocorrem na rede
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pública e que resultam em vazamentos. Essa necessidade é particularmente importante nos casos em que os
vazamentos ocorrem nos ramais prediais. Nos ramais usualmente ocorrem vazamentos de baixa vazão que
são difíceis de serem detectados.
A implantação experimental de um sistema de registro de falhas em um dos departamentos da empresa
mostrou a viabilidade do seu emprego e criou as condições objetivas necessárias para que seja implantado nos
demais departamentos.
O uso do sistema de registro de falhas permite saber de forma imediata, atualizada e segura quais são os
principais problemas que estão ocorrendo com os ramais prediais existentes. Nesse mesmo sentido ele
permite que se faça experiências com novos produtos ou novas tecnologias que venham a ser implantadas
pela empresa, podendo desenvolver programas de barateamento dos custos dos ramais prediais, sem que
venham a ocorrer graves problemas de vazamentos de forma generalizada.
Com os resultados alcançados no trabalho, a concessionária pode considerar a possibilidade de estabelecer
um plano de combate aos vazamentos nos ramais de PEAD levando em consideração o peso de cada falha
identificada e os custos das ações que devem ser desenvolvidas para combatê-las.
Complementarmente às atividade que foram apresentadas no presente trabalho, a empresa também trabalhou
com um conjunto de projetos de pesquisa que já foram empreendidos e que tinham como perspectiva
principal a consolidação de uma espécie de programa de garantia da qualidade para os ramais prediais de
PEAD.
O conjunto dessas atividades já desenvolvidas foi o seguinte:
• Elaboração do desenho de um novo projeto para o ramal predial;
• Aprimoramento das especificações técnicas elaboradas pela empresa e utilizadas como referência técnica
na aquisição dos produtos utilizados no sistema ramal predial;
• Recomendações para o reparo dos atuais ramais de polietileno tendo em vista o conjunto de falhas que
foram identificadas nesse trabalho;
• Formulação dos requisitos técnicos mínimos a serem utilizados na implantação de programas para
qualificação de fornecedores;
• Implantação de um sistema de registro de falhas para o ramal predial de polietileno (trabalho que já foi
aqui apresentado);
• Concepção de um programa de garantia da qualidade a ser desenvolvido e implantado para o sistema
ramal predial de polietileno.
BIBLIOGRAFIA
1.
Relatório Técnico do IPT nº 35.695, de 29/08/97. Trata da primeira fase da pesquisa sobre otimização
dos ramais prediais de PEAD (levantamento da tipologia das falhas);
2. Relatório Técnico do IPT nº 36.907, de 31/08/98. Trata da segunda fase da pesquisa sobre otimização
dos ramais prediais de PEAD (levantamento do Pareto das falhas);
3. Relatório Técnico do IPT nº 49.539, de 09/01/01. Trata do desenvolvimento da atividade de
implantação experimental de um sistema de registro de falhas.
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