A nova edição da norma internacional de produtos para mangas para tubos de cura no local, ISO 11296-4, trouxe uma série de mudanças em 2018. Os novos termos, como espessura de parede do projeto e compósito, ocultam ajustes maiores e necessários para a indústria do que parecem à primeira vista. O que os responsáveis pelo planeamento, fabricantes, institutos de ensaios e empresas de construção devem considerar no futuro? Segue-se um artigo especializado sobre como a teoria pode ser transferida para a prática e, assim, garantir mais transparência.
Introdução
A manga para tubos de cura no local é considerada uma das inúmeras tecnologias para a reabilitação de tubos de canalização e o processo de renovação mais frequentemente usado em todo o mundo. A ISO 11295 classifica e descreve geralmente as famílias de tecnologia.
A ISO 11296-4, em conjunto com a ISO 11296-1, especifica os requisitos e métodos de ensaio para as mangas para tubos de cura no local (consulte a ilustração 1). Na versão atual da DIN EN ISO 11296-4 (2018-09), foram feitas alterações que trazem grandes vantagens em termos de precisão de medição e uniformidade de valores característicos mecânicos para toda a indústria. Neste ponto, as definições de espessuras de parede e o novo termo compósito devem ser explicados de forma prática.
Ilustração 1: Mangas para tubos de cura no local
Planeamento: espessura da parede do projeto
Cada reabilitação de tubos bem-sucedida começa com o planeamento por um engenheiro ou um consultor certificado em reabilitação de canalizações. Estratégias de reabilitação, planos de inventariação, registos e avaliações de condições dos canos antigos, cálculos de custos e benefícios, dimensionamento hidráulico, etc. servem como base. Cálculos estáticos, assumindo cargas específicas do local (cargas de água subterrânea, de tráfego e do solo, pressão interna e flutuabilidade) e valores característicos específicos do material, são realizados para determinar a espessura da parede do projeto. Com base no conjunto de normas DWA aplicável, é determinada matematicamente, ou seja, teoricamente, a espessura da parede necessária da manga. Esta é a espessura da parede que deve ser produzida e verificada pelo menos como estaticamente efetiva. A espessura da parede do projeto é determinada com base nas propriedades mecânicas, como módulo de elasticidade ou resistência. As camadas de desgaste não devem fazer parte da espessura da parede do projeto, ou seja, devem ser planeadas adicionalmente.
Para fins de ilustração, assumimos a seguir como exemplo que a espessura da parede do projeto foi calculada em 3,8 mm para uma SAERTEX-LINER MULTI Modelo S+. Esta espessura da parede resulta dos valores característicos conforme descritos na homologação DIBt. Esses valores característicos referem-se à espessura da junção (ver o ponto a seguir).
Produção: espessura da junção
Até agora, cada fabricante tinha de identificar a chamada espessura da junção de acordo com a DIN EN ISO 11296-4 (2011) e relacionar os seus valores característicos mecânicos a ela. A espessura da junção é frequentemente referida, por exemplo nas homologações DIBt, como a espessura da parede da junção e descreve o laminado real (sistema de resina + fibra de vidro), deduzindo as chamadas camadas ricas em resina (ver ilustração 2). A espessura da junção da maioria dos fabricantes de mangas para tubos difere devido à produção e ao design. Não é economicamente viável para os fabricantes de mangas para tubos oferecer todas as espessuras desejadas em incrementos de décimos de milímetro. Por isso, os fornecedores no mercado definiram para eles próprios incrementos de espessura de parede fixos, que são melhores para o respetivo fabricante devido ao processo de produção. Por exemplo, para aplicações de condutas por gravidade, a SAERTEX multiCom decidiu usar valores milimétricos de número inteiro (3,0/4,0/5,0 a 15,0) para a espessura nominal da junção, independentemente do tipo de resina.
No nosso exemplo, a espessura nominal da junção selecionada seria de 4,0 mm.
Ilustração 2: Compósito versus junção
Valores característicos mecânicos: espessura do compósito
De acordo com a norma DIN EN ISO 11296-4 (2018) atualmente aplicável, os valores característicos mecânicos das mangas não estão mais relacionados com a espessura da junção, mas com a espessura do compósito. A espessura do compósito é facilmente determinada a partir da espessura total subtraindo-se desta dimensão as películas termoplásticas interiores ou exteriores. No futuro, os fabricantes especificarão a espessura das películas nas folhas de dados técnicos da manga. A medição extremamente complexa e insegura das camadas ricas em resina não é mais necessária. Ao mesmo tempo, os valores característicos para o módulo de elasticidade e resistência são muito mais realistas e não distorcidos por uma conversão como antes. A espessura do compósito é a espessura total do laminado e, em contraste com a espessura da junção, não inclui apenas as camadas com um teor de fibras de vidro no núcleo, mas simplesmente toda a resina que se encontra entre as películas. Isso leva a alterações abrangentes na determinação dos valores característicos mecânicos em ensaios de flexão de três pontos ou ensaios de pressão de vértice. No futuro, as mangas terão diferentes valores característicos de módulo de elasticidade e resistência. Mas, como a espessura nominal das mangas também muda, o planeamento de uma aplicação específica acabará levando às mesmas mangas com rigidez circunferencial idêntica aos cálculos baseados na versão anterior da DIN EN 11296-4.
A espessura do compósito, que consiste em laminado incluindo uma camada rica em resina, é geralmente maior do que a espessura da junção. Valores característicos mecânicos como a resistência à flexão ou o módulo de elasticidade serão, portanto, mais baixos no futuro (ver também o relatório técnico do Dr. Eng. Ricky Selle e Dr. Eng. Nils Füchtjohann)
Termos de acordo com a DIN EN ISO 11296-4 (2018-09)
Compósito: combinação de sistema de resina curado (3.1.16), material de suporte (3.1.2) e/ou reforço (3.1.15), exclusivamente películas interiores ou exteriores
Espessura média da parede do compósito: pelo menos a espessura da parede do projeto (mais a espessura de qualquer camada de desgaste)
Espessura mínima da parede do compósito: pelo menos 80% da espessura da parede do projeto (mais a espessura de qualquer camada de desgaste), ou 3 mm, aplicando-se o valor mais alto
Espessura da parede do projeto: espessura da parede exigida do compósito (3.1.6), excluindo qualquer camada de desgaste (3.1.1), que é determinada por cálculo estático
Espessura nominal da parede CIPP: um valor de uma série de diferentes espessuras de parede de mangas para tubos, que resulta da soma das espessuras das camadas individuais dos materiais no estado "M"
Espessura total da parede: espessura da manga para tubos de cura no local no estado "I", que consiste no compósito (3.1.6) e todas as películas semipermanentes (3.1.17) e permanentes (3.1.13)
Produto CIPP - Produto de mangas para tubos de cura no local: manga para tubos de cura no local de uma construção específica, que foi fabricada a partir de uma manga feita de materiais especificados, com uma estrutura de parede que é definida individualmente para cada combinação de diâmetro/espessura da parede, e que é impregnada com um sistema de resina especial (3.1.16) e instalada num processo específico
Camada de desgaste: camada interna do compósito com uma espessura declarada, que é fornecida como uma camada de sacrifício para a provável abrasão do produto CIPP (3.1.3) durante a operação
Manga para tubos: tubo flexível, consistindo de material de suporte (3.1.2), sistema de resina (3.1.16) e todas as películas e/ou reforços (3.1.15), conforme produzido antes de ser introduzido no cano a ser renovado
Termos de acordo com a DIN EN ISO 11296-1 (2018-09)
Estado "M": Condição "conforme fabricado" (ingl.: as manufactured), ou seja, antes que os componentes sejam tratados no local das obras com o respetivo processo de renovação
Estado "I": Estado "conforme instalado" (ingl.: as installed), ou seja, no seu estado final após o tratamento dos componentes no local das obras, como resultado do respetivo processo de renovação
Ao mesmo tempo, entretanto, a espessura da parede também aumentará nos cálculos e compensará totalmente esse efeito.
Para aplicações de condutas por gravidade, a SAERTEX multiCom mudará a espessura nominal, que será uma espessura de compósito no futuro, para os seguintes valores característicos: 3,5/4,5/5,5 a 15,5. No nosso exemplo, com base nos valores característicos relacionados com a espessura do compósito, resultaria numa espessura da parede do projeto de 4,3 mm. A espessura da parede necessária aumenta porque o valor característico mecânico é menor. A espessura nominal escolhida da manga seria então de 4,5 mm. Isso deixa claro que nada altera a escolha real da manga.
Oportunidades e riscos: conclusão
Por um lado, a alteração traz grande alívio em termos de precisão de medição e uniformidade de valores característicos mecânicos para toda a indústria. Como na mecânica real, as camadas ricas em resina também fazem parte do laminado ao determinar os valores característicos e não precisam mais ser medidas e subtraídas de maneira complicada ao determinar o módulo de elasticidade e resistência. Por outro lado, também requer um repensar por parte de todos os intervenientes. Os fabricantes devem seguir esse caminho junto com os seus clientes, institutos de ensaios, engenheiros de planeamento e operadores de redes. O objetivo é garantir transparência e clareza no mercado.
Porque uma coisa é certa: valores característicos específicos, como o módulo de elasticidade, diminuirão com essa mudança na base de ensaios. No entanto, uma vez que a referência geométrica na forma da espessura da parede se torna maior, o valor característico realmente relevante, a rigidez circunferencial, permanece inalterado.
Isso significa que o desempenho e a alta qualidade das mangas para tubos não são afetados. Apenas a forma como são descritos mudou, não a estrutura real, a construção ou as matérias-primas utilizadas.
Como fabricante de mangas para tubos em PRFV com cura UV, a SAERTEX® multiCom GmbH é voltada para as respetivas normas ISO aplicáveis. Desta forma, todos os documentos técnicos relevantes são gradualmente adaptados e os clientes são informados precocemente sobre as próximas mudanças.
Autor
Timo Münstermann M.Sc.
Gestor de produtos
SAERTEX multiCom, Saerbeck
Tel: +49 2574 902-0
Graças aos 3R por terem disponibilizado o artigo.