Todo material dilata quando há uma variação de temperatura muito alta. Vocês lembram dos trilhos de trem que ficam tortos com a ação do sol e da chuva? Isso também acontece com os materiais da construção civil e principalmente aqueles que estão sujeitos a grandes variações de temperatura, como as instalações de água quente. Saiba aqui quais são os cuidados necessários no projeto e na execução de sistemas de tubulação de água quente.
Para que este fenômeno não ocorra nos trilhos de trem, cada barra é instalada com uma certa distância entre eles.
Fonte: Printerest.
Assim como os trilhos de trem, as tubulações de água quente podem se deformar caso elas sejam fixadas de forma incorreta ou não se preveja soluções para absorver as deformações.
Instalar tubos com folga, igual aos trilhos de trem, logicamente não é viável pois a água precisa escoar sem vazamento. Então como fazer isso?
Prever muitos suportes ajuda?
As tubulações de água quente não admitem muita deformação sem prejudicar o seu funcionamento. Com isso é necessário realizar a verificação das dilatações térmicas e prover de soluções para que isso não aconteça.
Sem se estender muito com questões de resistência dos materiais, podemos admitir que uma barra de um tubo CPVC com uma variação de temperatura com cerca de 40°C, pode romper ou flambar com um comprimento ancorado acima de 60cm.
Não seria uma solução viável, pois sabemos que o custo da mão de obra para realizar um serviço deste é muito alto, ainda mais se aumentarmos ainda mais o número de suportes.
Previsão de liras ou juntas de expansão
Para não necessitarmos ancorar ou prender com suportes as tubulações a cada meio metro, podemos utilizar soluções amortecedoras como a própria mudança de direção, junta de expansão ou liras.
Em tubulações embutidas não se faz necessário pois a tubulação é ancorada em toda a sua extensão e a tensão gerada pela variação de temperatura é absorvida pela argamassa de ancoragem ou chumbamento.
Como distribuir os suportes?
A primeira coisa que devemos fazer na verificação é distribuir os suportes conforme especificação dos fabricantes.
Existem dois tipos de suporte, os fixos e os deslizantes. Entre os suportes fixos, devemos considerar o nosso comprimento da tubulação.
Fonte: Catálogo CPVC Tigre.
Encontrando a deformação do tubo
Após isso, deve-se calcular a dilatação de cada ramal, sendo o comprimento da tubulação sendo a distância entre dois suportes fixos. A fórmula para a determinação da dilatação é
e = x T x L
Onde,
e = dilatação térmica em metros;
= coeficiente de dilatação térmica do material da tubulação em 1/°C;
T = Variação de temperatura em °C;
L = comprimento da tubulação em metros.
Após isso, deve-se seguir as soluções abaixo.
Juntas de expansão
Para esta situação, deve-se considerar que a junta de expansão irá absorver toda a dilatação e a partir disso determinar o número de juntas para cada trecho.
Cada junta tem um valor máximo de absorção e depende de cada fabricante ou material. O projetista deve especificar esta informação.
A partir daí basta dividir a dilatação térmica calculada pelo valor que a junta absorve.
N = e / X
Onde,
N = número de juntas de expansão;
e = dilatação térmica do ramal em metros;
X = absorção da junta em metros;
Liras e mudança de direção
As liras são mudanças de direção forçadas que absorvem a dilatação do ramal a partir da deflexão do tubo na sua perpendicular.
Fonte: Catálogo CPVC Tigre.
O comprimento da lira depende do material utilizado.
Nas tubulações horizontais, as liras devem ser instaladas preferencialmente no plano horizontal, isto é, paralelamente ao piso.
Caso tenham que ser instaladas no plano vertical (plano da parede), recomenda-se posicioná-las como U. Nunca instale com U de cabeça para baixo, ou seja, como um sifão invertido. Isso favorece o acúmulo de ar no ponto mais alto, dificultando o fluxo d’água.
Fonte: Catálogo CPVC Tigre
Lembrando que, as mudanças de direção normais do sistema também contribuem para a absorção da deformação. Basta posicionar o suporte de acordo com a dimensão da lira que será calculada a seguir.
O comprimento da lira é dado a partir da seguinte fórmula:
Li = 3 x E x D x eS
Onde,
Li = comprimento da lira em metros;
E = módulo de elasticidade do material em Pa;
D = diâmetro externo da tubulação em mm;
e = dilatação térmica em metros;
S = tensão admissível do material em Pa.
Lembrando que, os suportes da lira devem ser deslizantes para acontecer a absorção.
É muito interessante entender que as mudanças de direção também são liras e com isso, otimiza-se muito o nosso projeto.
Estas são as considerações que um engenheiro precisa saber antes de executar ou projetar qualquer sistema que envolva água quente.
Confira o meterial adicional e vídeo prático da realização da distribuição dos suportes e do cálculo das liras e juntas de expansão.
Material adicional: https://educacao.escolaaplicar.com.br/suporte-de-tubulacao-lira-ou-junta-de-dilatacao-como-calcular
Vídeo prático: https://youtu.be/rpcPO1A_bo0
Autor: Engenheiro Civil Allan Souza Mendes.
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