Drenagem na construção civil

Introdução

Drenagem é o ato de escoar as águas de terrenos encharcados, por meio de tubos, túneis,  canais,   valas   e   fossos   sendo   possível   recorrer   a motores como  apoio   ao escoamento. Os canais podem ser naturais (rios ou córregos) ou artificiais de concreto simples ou armado ou de gabião. Os sistemas de drenagem, que compreendem além dos condutos forçados e dos condutos livres podem ser urbanos  e/ou rurais  e visam escoar as águas de chuvas e evitar enchentes.

A disciplina que estuda a drenagem superficial é a Hidrologia, geralmente ensinada dentro  do  cursos  de Engenharia  sanitária,  de Engenharia  hidráulica,  de engenharia civil ou mesmo em alguns cursos de Engenharia Ambiental.

Tem sido cadavez mais frequente o uso de geossintéticos para melhorar o desempenho e prolongar a vida útil dos sistemas de drenagem.

Tipos de Drenagem

Sistemas naturais ou artificiais capazes de drenar água superficial, em geral proveniente das chuvas, são compostos de canais conectados entre si, e a este conjunto de canais conectados dá-se o nome de rede de drenagem.

Pode-se distinguir dois tipos importantes de redes  de drenagem: as  redes  artificiais, construídas nas cidades pelo ser humano, e as redes naturais, compostas pelos rios e lagos. O ciclo da água no planeta depende fundamentalmente das chuvas, que caem sobre os continentes, ilhas e oceanos.  A água que cai podeser acumulada (em  poças, lagoas,  represas,   etc.),   pode   infiltrar   no   solo,   ou  seguir   seu   curso,  por   ação  da gravidade (terreno abaixo). No último caso, a porção superior fica mais seca, de modo que podemos dizer que tal porção foi drenada, na medida em que a água escoou.

Os locais (calhas, canos, canais, rios, córregos, etc.) que acomodam os fluxos  de água de drenagem, quando estes seguem repetidamente o mesmo caminho, são ditos canais  de  drenagem.  Estes canais, quando interligados, formam necessariamente uma rede dendrítica, dita rede de drenagem. As redes  de drenagem, portanto, dão o devido suporte e estabilidade à porção terrena do ciclo da água.

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Rede Artificial

Rede de drenagem das casas (calhas, canaletas e encanamentos) e rede das ruas, a partir das sarjetas, passando pelos bueiros e galerias pluviais da cidade, até chegar ao corpo d'água mais próximo.

Rede Natural

É o padrão formado pelas linhas de água (rios, lagos, barrancos)  numa determinada bacia hidrográfica. São condicionadas pela topografia/declive, clima, litologia.

  • Dendrítica   –   os   ângulos   de   confluência   são   variáveis,   mas   geralmentereduzidos assemelhando-se aos ramos de uma árvore (predominante em Portugal);
  • Retangular – os ângulos de confluência retos, ocorrendo geralmente em rochasduras;
  • Radial – quando os rios  correm  em  direções  opostas a  partir  de  um  pontocentral elevado (situação de um cone vulcânico ou dobra hipertensa);
  • Centrípeta –  os   rios  correm   todos   para   um   ponto   central   onde   a   água   ficaacumulada (situação de lagoas);
  • Paralelas – as linhas de água são paralelas e o ângulo de confluência é muitoreduzido (ocorre em regiões com um elevado declive);
  • Trellised – alguns rios correm paralelamente porque alterna entre camadas derocha dura e branda, correndo  ao longo da rocha  mais  branda onde  se juntampequenos  tributários  que se juntam a eles em ângulos  retos. Por vezes podematravessar as camadas duras perpendicularmente;
  • Annular – estão dispostos em anéis em torno de um ponto mais alto;
  • Deranged – não existe um sistema de drenagem racional nem consistente dosrios  e lagos, parecendo uma mistura de vários tipos de drenagem, ocorrendo emregiões onde existiu uma intensa atividade geológica.

Projeto de Drenagem

Um projeto de drenagem deve incluir um estudo adequado para evitar  erros comuns nesse tipo de atividade. Se a especificação e análise técnica não forem adequadasvocê pode acabar não tendo uma drenagem eficiente e poderá até mesmo perder todo o trabalho e dinheiro investidos. Para a elaboração desse projeto de drenagem os passos devem incluir os seguintes:

  • Reconhecimento e delimitação da área afetada
  • Levantamento topográfico
  • Estudo do lençol freático
  • Estudo do solo
  • Elaboração do projeto.

No primeiro se conhece a área a ser drenada e verifica-se a possível origem do excesso de água. O segundo item também é essencial, pois  através  dele  pode-setraçar a diretrizes do projeto buscando descobrir de que lugares mais altos a água fluie quais os mais baixos onde serão enterrados os tubos. O estudo do Lençol Freático ébem específico e depende da região, para esta há a necessidade da instalação deuma rede de poços de observação, cobrindo toda a área do projeto. O Estudo do Soloconsiste em verificar a condutividade hidráulica e a macroporosidade do solo. Estesdados   entram  diretamente  nos  cálculos   de  espaçamento  dos  drenos.  Também éimportante o estudo do clima para verificar as precipitações na região. Finalmente oprojeto é  elaborado baseando-se  nos  dados  anteriores  e nas  fórmulas  disponíveispara  verificar   o melhor  espaçamento  dos  tubos  e  o  layout mais  eficiente  para  serutilizado no seu projeto.

Drenagem em Muros de Arrimo

As placas são simplesmente aplicadas sobre a impermeabilização (quando há), diretamente na face interna do muro, tendo na base um tubo drenante paraesgotamento da água. O aterro pode ser feito em contato direto com as placas.

Drenagem de Quadra de Esporte

As placas são colocadas de pé nas valas preparadas para isso, e vão conduzir a água para tubos de esgotamento. Neste caso usa-se também o EPS em flocos ou pérolasmisturado ao solo em até 50%, melhorando sensivelmente o escoamento das águaspara as placas de drenagem.

Drenagem de Pisos Internos

Quando o lençol freático se encontra muito próximo do nível do piso de uma edificação, colocam-se sobre a terra placas de EPS drenante na horizontal sobretubulação de esgotamento. Cobrem-se as placas com um filme leve de polietileno parasobre ele aplicar o concreto do contrapiso.

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Foto:Techduto Tecnologias

Sistemas de drenagem para captação de água

Entre os diversos sistemas de drenagem por captação de água existem:

  • Captação de água direta;
  • Captação de água vertical;
  • Captação de água horizontal.

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Foto:Techduto Tecnologias

Sistema de drenagem por captação de água direta

A água que aflui às escavações é conduzida por valetas até aos “poços de chamada”, onde é bombada para o exterior. Pode-se ainda efetuar a captação de água diretarecorrendo a cortinas de estanqueidade.

A cravação das cortinas deverá ser suficientemente profunda para evitar a ruptura da escavação.  Com este sistema  de  drenagem   diminui-se  o  caudal   necessário  paramanter o nível da água a certa cota, mas só é viável se a profundidade de escavaçãofor um pouco maior do que a do nível freático já que de “poços de chamada” se podeextrair pouco caudal.

Sistema de drenagem por captação de água vertical

- Drenagem por gravidade:

Em solos permeáveis (areias médias, grossas, seixos), o escoamento da água pode-se fazer através de captações de águas verticais localizadas na periferia dasescavações.
Neste caso o caudal da captação é função de:
H – altura da coluna de água
h - altura da coluna de água depois do rebaixamento
R – raio de influência do rebaixamento
r – raio de captação
K – coeficiente de permeabilidade do solo

- Drenagem por vácuo:

Com recurso a agulhas filtrantes, este sistema é utilizado em solos pouco permeáveisem que o escoamento só se pode fazer por gravidade. Pode ser composto por tubosde ferro ou pvc com diâmetros entre 1”1/2 a 2”, e comprimento de 3 a 7 m, introduzidasno terreno com injeção de água e em seguida ligadas por mangueiras flexíveis a umtubo coletor que por sua vez está ligado a um conjunto de bombas de água e vácuo.
Neste caso o vácuo é utilizado apenas no início para que se efetue a “ferragem” sendo a drenagem posterior atuada por gravidade.

- Utilização de grandes diâmetros sob vácuo:

Neste caso, utiliza-se em terrenos com permeabilidade média e consiste na execução de furos com 30 a 60 cm de diâmetro com trado, onde posteriormente são colocadosdois tubos com 15 a 20 cm de diâmetro, sendo o preenchimento do espaço intermédio com areia e areão de granulometria adequada.   Por fim, faz-se a vedação combentonite do espaço entre o tubo e a furação para colmatação da zona filtrante.

- Drenagem por eletro-osmose:

É utilizada em solos argilosos  com baixa permeabilidade. Consiste basicamente no seguinte:
Estabelecendo uma diferença de potencial entre elétrodos positivos (ânodos) e
elétrodos   negativos  (cátodos),   consegue-se  fazer   com  que   a  água  se escoe  em direção aos cátodos. Os cátodos estão espaçados de 8 a 11 m e os ânodos no meiodesse intervalo. Os ânodos são constituídos por varas de ferro ou cobre. Cada cátodoextrai, em geral, 15 a 750 litros/dia.

- Sistema de drenagem por captação de água horizontal:

Este tipo de captação é utilizado quando se pretende um rebaixamento pouco acentuado do nível freático numa grande extensão de terreno. Consiste basicamente na colocação de tubos flexíveis drenantes na parte superior por meio de furos eimpermeável na parte inferior, ligados a bombas centrífugas, distanciadas entre 25 e 100m.

Tubo Corrugado

As características do tubo corrugado em PEAD permitem uma boa economia no valor e  na sua instalação. Eles são rígidos, leves  e  flexíveis, portanto  não suscetíveis  arompimentos durante os processos  de instalação e manipulação. Possuem superfícieregular que é resistente à abrasão, corrosão e contato de substâncias químicas.

Alémdisso, devido a superfície corrugada são estruturalmente fortes e tem característica desuportar grandes cargas. Aestabilidade estrutural dos tubos decorre do seu formatotécnico.

Como o PEAD tem a característica de se acomodar sob estresse ele traz muitasvantagens para uso de tubos corrugados feitos com esse material em instalações subterrâneas.

Após o tubo ser instalado e enterrado no solo ele se acomoda de talforma que a carga a que é submetido acaba sendo transferida também para o soloadjacente, aumentando em muito a sua resistência.

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Foto:Techduto Tecnologias

Tipos de tubos corrugados

O tubo corrugado mais utilizado é o de Tipo C. Este tubo tem corte transversal circular completo e superfície corrugada anelar por dentro e por fora. Também existem outrosdois tipos de tubos corrugadoschamados de Tipo Se Tipo D. O primeiro diferencia-se pela parede dupla, onde é liso por dentro e corrugado por fora. Já o segundo temparede tripla sendo liso por dentro e por fora, com o corrugado anelar ou espiral entreas paredes.

O tubo corrugado do tipo C tem uma grande variedade de tamanhos. Para menores diâmetros as  conexões   entre  tubos  são  feitas  por luvas e plugs.  Já nos diâmetros maiores as conexões são feitas com encaixes corrugados e fechados com reforços plásticos.  Há também os o-rings (anéis de borracha) utilizados nas conexões paragarantir a fixação e a selar completamente.

Esse produto é incrivelmente versátil. Seu maior consumo é voltado para a proteção de cabos elétricos principalmente em empresas de energia elétrica e de cabos de dados (telefonia, internet, etc.) em empresas  de  telecomunicações.  Mas também éutilizado para diversos tipos de drenagem como: recolhimento de lixiviados em aterrossanitários, drenagem superficial, recolhimento de esgoto e drenagem subterrânea.

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Foto:Techduto Tecnologias

 

Aplicações dos tubos corrugados

  • Construção civil- Conduítes ou eletrodutos, para a passagem de fioselétricos (fabricados em PVC, polipropileno (PP), ou polietileno (PE)); Tubos

de drenagem, para dreno em áreas encharcadas, campo  de futebol  e muito
comum nas construções de estradas.

  • Irrigação e drenagem-Uso   bastante   intenso   nas   drenagens   de   áreasirrigadas principalmente no nordeste para a retirada do sal do solo.

Diferenças entre tubos flexíveis e rígidos

Os tubos flexíveis corrugados, quando submetidos a cargas maiores, têmcomo vantagem a sua habilidade de se mover ou se acomodar melhor ao terreno sem ter danos estruturais.  Os tipos comuns de tubos flexíveis são normalmenteconstituídos de polietileno, PVC, aço e alumínio. O tubo rígido é o que na maioria dasvezes é classificado como o tubo que não consegue curvar mais do que 2% sem que tenha estresse estrutural, tal como rachaduras. São exemplos de tubos rígidosaqueles que são reforçados de concreto e os feitos de argila.

A flexibilidade dos tubos flexíveis (corrugado) traz muitas vantagens para o projetistada implantação dos tubos. Este tipo de tubos pode ser enterrado mais profundamenteque os tubos rígidos devido a sua interação com o terreno e acomodação. Já o tubo rígido tem que ser muito mais resistente pelo seu tipo de suporte de carga e a nãoacomodação ao terreno.

Boas práticas de instalação e manejo dos tubos

O tipo de vala escavada, a canalização da tubulação e a interligação dos tubos corrugados são fatores essenciais para o sucesso de um projeto. Outra questão importante é a compactação do solo onde o tubo será posto, isto pode definiraperformance estrutural tanto do tubo corrugadoquanto do solo. A pressão constanteao redor do tubo e o suporte uniforme do tubo na direção longitudinal não podem seralcançados sem cuidar dessas boas práticas.

Durabilidade dos tubos corrugados em PEAD para drenagem

A durabilidade é a propriedade de resistir a erosão material, degradação e subsequentes perdas de função devidos a condições ambientais ou de serviço.

Abrasão, corrosão química e corrosão eletro química são as preocupações mais comuns para tubos corrugados de drenagem. A corrosão química pode ocorrer na presença de terrenos com água contendo ácidos, barrilha, sais  dissolvidos   e lixoindustrial orgânico. Águas superficiais, águas subterrânea, efluentes sanitários, chuva ácida, ambientes perto do mar e drenagem de mina podem carregar esses contaminantes. Os tubos de argila vitrificados e os tubos plásticos corrugados sãolargamente inertes (ou seja, não são corroídos por esses contaminantes).

Diferentemente dos metais, os tubos corrugados de PEAD sãonão condutoresenão são vulneráveis à corrosão galvânica gerada pelo ataque eletroquímico.  Tubosdepolietileno não são degradados por soluções muito ácidas (pH baixo) ou muito básicas (pH   alto),  sais  agressivos  ou  até  mesmo  corrosão quimicamente  induzida. Eles também são insensíveis  à  baixa  resistividade   do solo e  por  isso não  suscetíveis  àcorrosão eletroquímica. Por essas propriedades os dutos corrugados de PEAD podemser utilizados para a drenagem de efluentes  hostis, como chuva ácida, lixo ácido deminas, efluentes com grandes concentrações de sais, combustíveis e óleos de motor.

O tubo corrugado em PEAD tem vida útil de 50 anos no mínimo, mas ela pode passar de 100 anos.

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Foto:Techduto Tecnologias

Bibliografia

http://techduto.com.br/
http://www.abrapex.com.br/31z14Drenagem.html
http://www.projetosengenharia.com/sistemas-drenagem-captacao-agua.php
http://construcao-engenharia-
arquitetura.lojapini.com.br/pini/vitrines/detalhes/Detalhe3906.asp
http://www.folhaderondonia.com.br/noticias/noticia.php?ID=3478
http://pt.wikipedia.org/wiki/Drenagem
http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/2367-tipos-de-
equipamentos-de-drenagem/

Fonte:

MAIA, Danilo de S.; SILVA, Dyogenes B. da; ZAIA, Juliana C. Drenagem na construção civil, 2011, Sorocaba-SP.

     
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