Técnicas de Reabilitação de Condutas - files.isec.ptfiles.isec.pt/DOCUMENTOS/SERVICOS/BIBLIO/teses/Tese_Mest_Erik... · Técnicas de Reabilitação de Condutas RESUMO Erik Maciel

Departamento de Engenharia Civil

Técnicas de Reabilitação de Condutas Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em

Construção Urbana

Autor

Erik Maciel Moreira Santos

Orientador

Prof. Doutor Joaquim José de Oliveira Sousa

Coimbra, Setembro de 2011

Técnicas de Reabilitação de Condutas AGRADECIMENTOS

Erik Maciel Moreira Santos i

AGRADECIMENTOS

A realização da presente dissertação foi favorecida pela ajuda imprescindível de várias

pessoas e entidades, às quais não poderia deixar de manifestar os meus agradecimentos.

Ao Prof. Doutor Joaquim José de Oliveira Sousa, Professor do Departamento de Engenharia

Civil (DEC) do Instituto Superior de Engenharia Civil de Coimbra (ISEC), pela sua

orientação científica, apoio, incentivo, dedicação, paciência, amizade e motivação que me

soube dar ao longo da realização deste trabalho.

Agradeço de igual forma às três entidades gestoras, Águas de Coimbra, Águas da Figueira e

Águas do Mondego, bem como à empresa MARSILOP, Lda, que facultaram elementos sem

os quais este trabalho não teria sido possível, pelo menos não por este caminho.

Aos meus pais, Fernando e Otília, pois sem a vossa amizade, compreensão, incentivo e apoio

esta fase da minha vida não teria sido possível.

À minha irmã e cunhado, Mayra e Ricardo, que sem a vossa ajuda, hospitalidade e palavras de

incentivo este caminho tornar-se-ia muito mais difícil.

Não posso deixar de agradecer a ti Nélia, por toda a paciência que tiveste de ter comigo, pela

amizade, amor e carinho nos momentos mais difíceis, mas principalmente pelas palavras de

incentivo que me levavam a trabalhar mais e por tudo o resto que tu sabes...

Aos meus colegas e amigos, pelos momentos de descontracção e desconcentração que me

proporcionaram.

A todos, um sincero muito obrigado...

Erik Maciel Moreira Santos

Coimbra, Setembro de 2011

AGRADECIMENTOS Técnicas de Reabilitação de Condutas

ii

Técnicas de Reabilitação de Condutas RESUMO

Erik Maciel Moreira Santos iii

RESUMO

De acordo com o Programa Nacional para o Uso Eficiente da Água, cerca de 3,1 biliões de

litros de água são desperdiçados em cada ano, o que corresponde a cerca de 40% de toda a

água captada em Portugal.

Nas últimas décadas, os investimentos passavam pela implantação de novas infra-estruturas

para tornar cada vez mais elevada a taxa de cobertura do serviço de abastecimento de água.

Face aos elevados investimentos efectuados, Portugal contava no ano de 2007 com uma taxa

de cobertura próxima dos 92% para os sistemas de abastecimento de água.

Porém, uma boa parte destas infra-estruturas já atingiu, ou está em vias de atingir, os seus

limites de vida útil, pelo que é imperativo tomar as devidas medidas no sentido de promover a

sua reabilitação, de modo a conferir-lhes as condições necessárias para que possam continuar

a desempenhar adequadamente as suas funções por mais algum tempo.

Foi neste cenário que se teve a necessidade de uma mudança de paradigma: são cada vez

menos as necessidades em termos de infra-estruturas novas e urge, agora, cuidar de manter

em bom estado de funcionamento as infra-estruturas existentes.

Perante o exposto, o objectivo da presente dissertação consiste na apresentação de técnicas de

reabilitação, substituição e implantação de condutas de água, executando-se um levantamento

das mais variadas técnicas existentes no mercado.

Para que as técnicas mais utilizadas a nível nacional fossem mais compreensíveis ao leitor

desta dissertação, houve a necessidade de realizar, através de estudos de caso, um estudo mais

aprofundado e pormenorizado dessas técnicas e também um estudo económico que confronta

a técnica que mais vantagens apresenta quando confrontada com a técnica convencional de

abertura e fecho de vala – o pipe bursting.

PALAVRAS CHAVE: Reabilitação de condutas; Substituição de condutas; Implantação de

condutas; Reparação de condutas.

RESUMO Técnicas de Reabilitação de Condutas

iv

Técnicas de Reabilitação de Condutas ABSTRACT

Erik Maciel Moreira Santos v

ABSTRACT

According to the Portuguese “National Program for a Watter Efficient Usage”, about 3.1

billion liters of water are wasted each year, which is about 40% of all the water produced in

Portugal.

In the last decades, the investments were focused on the creation of new infrastructures in a

way to keep growing the coverage area of the water supply service. Due to the high

investments, Portugal had in 2007 a water supply service with a coverage area around 92%.

However, most of these infrastructures already reached, or are close to reach, their lifetime

limit, so it’s mandatory to promote their rehabilitation, in order to give them the ability to

keep performing their duties properly.

Facing this reality it is necessary a paradigm change: there is a decreasing need for new

infrastructures and the focus now shall be to maintain in good working conditions the existing

infrastructures.

Given this, the purpose of this dissertation is to present techniques of pipe rehabilitation,

replacement and deployment, making an inventory of the several techniques available on the

market.

In order to allow an easier understanding of the most common techniques here presented, it

was necessary to make, through case-studies, a longer and more detailed study of those

techniques, and also an economic study that compares the best technique with the most

commonly used to open and close a trench – pipe bursting.

KEYWORDS: Pipe rehabilitation; Pipe replacement; Pipe deployment; Pipe repair.

ABSTRACT Técnicas de Reabilitação de Condutas

vi

Técnicas de Reabilitação de Condutas ÍNDICE

Erik Maciel Moreira Santos vii

ÍNDICE

AGRADECIMENTOS .............................................................................................................. I

RESUMO ................................................................................................................................. III

ABSTRACT ............................................................................................................................. V

ÍNDICE .................................................................................................................................. VII

ÍNDICE DE FIGURAS .......................................................................................................... IX

ÍNDICE DE QUADROS ..................................................................................................... XIII

ACRÓNIMOS ....................................................................................................................... XV

1. INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

1.1. Enquadramento ................................................................................................................................................. 1

1.2. Objectivos e Metodologias de Apoio ............................................................................................................... 4

1.3. Estrutura da Dissertação ................................................................................................................................... 5

2. TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO, SUBSTITUIÇÃO E IMPLANTAÇÃO

2.1. Nota Introdutória .............................................................................................................................................. 7

2.2. Técnicas Com Abertura de Vala ....................................................................................................................... 7

2.3. Técnicas Sem Abertura de Vala ....................................................................................................................... 9

2.3.1. Limpeza de condutas .............................................................................................................................. 10

2.3.1.1. Limpeza não agressiva .................................................................................................................... 11

2.3.1.1.1. Flushing .................................................................................................................................. 11

2.3.1.1.2. Air scouring ............................................................................................................................. 11

2.3.1.2. Limpeza agressiva ........................................................................................................................... 12

2.3.1.2.1. Hydraulic jetting ..................................................................................................................... 12

2.3.1.2.2. Pigging .................................................................................................................................... 12

2.3.1.2.3. Drag scraping ......................................................................................................................... 12

2.3.1.2.4. Pressure scraping .................................................................................................................... 13

2.3.1.3. Polimento ........................................................................................................................................ 13

2.3.2. Revestimento interior das condutas ........................................................................................................ 14

2.3.2.1. Reparação de juntas ou fissuras com borracha sintética ................................................................. 14

2.3.2.2. Reparação de juntas ou fissuras com resinas epoxi e fibras ............................................................ 14

2.3.2.3. Cement mortar lining ...................................................................................................................... 15

2.3.2.4. Epoxi resin lining ............................................................................................................................ 16

2.3.2.5. Introdução de manga adesiva por reversão ..................................................................................... 18

2.3.3. Introdução de conduta nova sem remoção da existente .......................................................................... 19

2.3.3.1. Slip-lining ........................................................................................................................................ 19

2.3.3.2. Close-fit lining ................................................................................................................................ 21

2.3.3.2.1. Swagelining ............................................................................................................................. 22

2.3.3.2.2. Compact pipe .......................................................................................................................... 22

2.3.3.3. Introdução de conduta curada in-situ .............................................................................................. 24

2.3.3.3.1. Inserção por reversão .............................................................................................................. 24

2.3.3.3.2. Inserção com guincho .............................................................................................................. 24

ÍNDICE Técnicas de Reabilitação de Condutas

viii

2.3.4. Introdução de conduta nova com remoção da existente .......................................................................... 26

2.3.4.1. Pipe pulling ..................................................................................................................................... 26

2.3.5. Introdução de conduta nova com destruição da existente ....................................................................... 27

2.3.5.1. Pipe bursting ................................................................................................................................... 27

2.3.6. Microtunelagem ...................................................................................................................................... 28

2.3.7. Horizontal directional drilling ................................................................................................................ 33

2.4. CCTV.............................................................................................................................................................. 37

2.5. Considerações Finais ...................................................................................................................................... 38

3. APLICAÇÃO DE TÉCNICAS SEM VALA ABERTA

3.1. Nota Introdutória ............................................................................................................................................ 39

3.2. Microtunelagem – Caso 1 ............................................................................................................................... 40

3.2.1. Descrição geral ........................................................................................................................................ 40

3.2.2. Pormenorização de aspectos construtivos ............................................................................................... 41

3.2.3. Microtunelagem ...................................................................................................................................... 43

3.3. Perfuração horizontal dirigida – Caso 2 .......................................................................................................... 49

3.3.1. Descrição geral ........................................................................................................................................ 49


3.3.3. Perfuração Horizontal Dirigida ............................................................................................................... 53

3.4. Pipe bursting e vala aberta – caso 3 ................................................................................................................ 60

3.4.1. Descrição geral ........................................................................................................................................ 60


3.4.3. Acompanhamento da obra ...................................................................................................................... 61

3.4.4. Estudo económico ................................................................................................................................... 69


4. CONCLUSÕES GERAIS E TRABALHOS FUTUROS

4.1. Síntese do Trabalho e Conclusões Gerais ....................................................................................................... 79

4.2. Trabalhos Futuros ........................................................................................................................................... 80


5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 83

ÍNDICE DE FIGURAS Técnicas de Reabilitação de Condutas

Erik Maciel Moreira Santos ix

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1. Nível económico de perdas ...................................................................................... 4

Figura 2.1. Esquemas de vala-tipo convencional (esquerda) e estreita (direita) ........................ 8

Figura 2.2. Intervenções com vala aberta ................................................................................... 8

Figura 2.3. Hidrantes ................................................................................................................ 12

Figura 2.4. Diferentes tipos de raspadores (pigs) ..................................................................... 12

Figura 2.5. Pás metálicas .......................................................................................................... 13

Figura 2.6. Esquema de funcionamento do drag scraping ....................................................... 13

Figura 2.7. Raspador metálico .................................................................................................. 13

Figura 2.8. Conduta antes (esquerda) e depois (direita) de limpa e revestida .......................... 16

Figura 2.9. Dispositivo de projecção (esquerda) e compactação e alisamento (direita) .......... 16

Figura 2.10. Dispositivos de projecção .................................................................................... 17

Figura 2.11. Ilustração da aplicação da manga (esquerda) e manga já introduzida (direita) ... 18

Figura 2.12. Aplicação da técnica slip-lining ........................................................................... 19

Figura 2.13. Matriz de redução diametral................................................................................. 22

Figura 2.14. Aplicação da técnica Swagelining ........................................................................ 22

Figura 2.15. Compact pipe ....................................................................................................... 23

Figura 2.16. Introdução da manga por reversão ....................................................................... 24

Figura 2.17. Introdução de manga flexível ............................................................................... 24

Figura 2.18. Manga flexível ..................................................................................................... 25

Figura 2.19. Cabeça fragmentadora - condutas de betão (esquerda) e metálicas (direita) ....... 27

Figura 2.20. Aplicação da técnica Pipe bursting ...................................................................... 27

Figura 2.21. Microtunelagem – primeira etapa ........................................................................ 29

Figura 2.22. Microtunelagem – segunda etapa ......................................................................... 29

Figura 2.23. Microtunelagem – terceira etapa .......................................................................... 30

Figura 2.24. Microtuneladora ................................................................................................... 31

Figura 2.25. Casing definitivo em betão................................................................................... 31

Figura 2.26. Microtuneladora adaptada para uso de trado contínuo ........................................ 32

Figura 2.27. Microtuneladora adaptada para uso de lamas bentoníticas .................................. 32

Figura 2.28. Caixa de recolha de solo escavado através de trado contínuo ............................. 32

Figura 2.29. Furo piloto ............................................................................................................ 34

Figura 2.30. Alargamento do furo piloto .................................................................................. 34

Figura 2.31. Introdução da conduta .......................................................................................... 34

Figura 2.32. Sistema de detecção (esquerda) e emissão (direita) ............................................. 36

Figura 2.33. Cabeça perfuradora de solo e rocha ..................................................................... 36

Figura 2.34. Robots dotados de CCTV ..................................................................................... 37


x

Figura 3.1. Localização do caso 1 ............................................................................................ 40

Figura 3.2. Perfil da microtunelagem....................................................................................... 41

Figura 3.3. Planta do Poço de Ataque ...................................................................................... 42

Figura 3.4. Planta do Poço de Chegada ................................................................................... 42

Figura 3.5. Reciclagem das lamas bentoníticas na microtunelagem ........................................ 43

Figura 3.6. Exemplo de estaleiro para a microtunelação ......................................................... 44

Figura 3.7. Inserção de uma secção de casing ......................................................................... 45

Figura 3.8. Interior do casing ................................................................................................... 45

Figura 3.9. Pormenor das juntas entre casings......................................................................... 46

Figura 3.10. Câmaras pré-fabricadas de chegada (esquerda) e descarga (direita) ................... 47

Figura 3.11. Pormenor de vedação das câmaras pré-fabricadas .............................................. 47

Figura 3.12. Câmara de descarga (poço de ataque) concluída ................................................. 47

Figura 3.13. Localização do caso 2 .......................................................................................... 49

Figura 3.14. Perfil das perfurações .......................................................................................... 50

Figura 3.15. Esquema de tratamento das lamas bentoníticas ................................................... 51

Figura 3.16. Perfil tipo da perfuração ...................................................................................... 51

Figura 3.17. Colapso e deformação da perfuração ................................................................... 52

Figura 3.18. Equipamento para soldadura topo a topo ............................................................ 53

Figura 3.19. Máquina de perfuração horizontal dirigida ......................................................... 54

Figura 3.20. Cabeça de perfuração utilizada ............................................................................ 54

Figura 3.21. Varas metálicas .................................................................................................... 55

Figura 3.22. Sistemas de detecção por radar ............................................................................ 55

Figura 3.23. Conjugação de compressão e rotação .................................................................. 56

Figura 3.24. Reamer de alargamento ....................................................................................... 56

Figura 3.25. Adaptador da conduta .......................................................................................... 57

Figura 3.26. Condutas no ponto de chegada ............................................................................ 57

Figura 3.27. Condutas no ponto de partida .............................................................................. 58

Figura 3.28. Ligação das condutas dentro da caixa de derivação ............................................ 58

Figura 3.29. Localização do caso 3 .......................................................................................... 60

Figura 3.30. Conduta a substituir (verde) e a manter (laranja) ................................................ 61

Figura 3.31. Localização dos poços das extremidades do troço .............................................. 62

Figura 3.32. Esquema de ligação do by-pass ........................................................................... 62

Figura 3.33. Ligações do by-pass............................................................................................. 62

Figura 3.34. Máquina de pipe bursting .................................................................................... 63

Figura 3.35. Varas de aço maciço e ponta arredondada........................................................... 64

Figura 3.36. Rabo-de-bacalhau (em cima) e cabeça fragmentadora (em baixo) ..................... 64

Figura 3.37. Mecanismo de adaptação ao tubo ........................................................................ 65

Figura 3.38. Início da introdução do rabo-de-bacalhau + cabeça fragmentadora + tubo

PEAD ........................................................................................................................................ 65

Figura 3.39. Equipamento para soldadura topo a topo ............................................................. 66

Figura 3.40. Processo de soldadura topo a topo ....................................................................... 67

Figura 3.41. Vinco em tubo de PEAD ..................................................................................... 67

Figura 3.42. Fim da introdução do primeiro troço ................................................................... 68

Técnicas de Reabilitação de Condutas: Estudo Técnico-Económico RESUMO

Erik Maciel Moreira Santos xi

Figura 3.43. Poços de acesso nas extremidades e intermédio .................................................. 68

Figura 3.44. Ligação a um ramal predial (esquerda) e marco de incêndio (direita) ................. 69

Figura 3.45. Representação gráfica do custo da técnica de vala aberta consoante o diâmetro 74

Figura 3.46. Representação gráfica das percentagens das componentes da técnica de vala

aberta consoante o diâmetro ..................................................................................................... 74

Figura 3.47. Representação gráfica do custo da técnica de pipe bursting consoante o

diâmetro .................................................................................................................................... 75

Figura 3.48. Representação gráfica do custo das técnicas de vala aberta e pipe bursting

consoante o diâmetro ................................................................................................................ 76


xii

Técnicas de Reabilitação de Condutas ÍNDICE DE QUADROS

Erik Maciel Moreira Santos xiii

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 1.1 Balanço hídrico do município de Coimbra (2010) .................................................. 2

Quadro 2.1. Técnicas com abertura de vala................................................................................ 7

Quadro 2.2. Características – com abertura de vala ................................................................... 9

Quadro 2.3. Técnicas sem abertura de vala .............................................................................. 10

Quadro 2.4. Características – sem abertura de vala – reparação localizada ............................. 15

Quadro 2.5. Características – sem abertura de vala – revestimento longitudinal ..................... 17

Quadro 2.6. Características – sem abertura de vala – manga adesiva por reversão ................. 18

Quadro 2.7. Métodos da técnica Slip-lining ............................................................................. 20

Quadro 2.8. Características – sem abertura de vala – sem remoção – slip-lining .................... 21

Quadro 2.9. Características – sem abertura de vala – sem remoção – close-fit lining ............. 23

Quadro 2.10. Características – sem abertura de vala – sem remoção – curada in-situ............. 25

Quadro 2.11. Características – sem abertura de vala – com remoção ...................................... 26

Quadro 2.12. Características – sem abertura de vala – com destruição ................................... 28

Quadro 2.13. Características – sem abertura de vala – microtunelagem .................................. 33

Quadro 2.14. Características – sem abertura de vala – horizontal directional drilling ............ 35

Quadro 3.1. Indicação das características da microtunelagem ................................................. 41

Quadro 3.2. Indicação das características da perfuração horizontal dirigida ........................... 50

Quadro 3.3. Especificações de soldadura ................................................................................. 52

Quadro 3.4. Características da soldadura ................................................................................. 66

Quadro 3.5. Valores de comparação de execução das técnicas – Ø90mm ............................... 70

Quadro 3.6. Valores de comparação de execução das técnicas – Ø110mm ............................. 71




Quadro 3.10. Valores de comparação de execução das técnicas – Ø250mm ........................... 73

Quadro 3.11. Valores de comparação de execução das técnicas – resumo .............................. 73

ÍNDICE DE QUADROS Técnicas de Reabilitação de Condutas

xiv

Técnicas de Reabilitação de Condutas ACRÓNIMOS

Erik Maciel Moreira Santos xv

ACRÓNIMOS

CCTV – Circuito Fechado Televisivo (close circuit television)

DN – Diâmetro nominal

EP – Epoxi

ETA – Estação de Tratamento de Água

FFC – Ferro fundido cinzento

FFD – Ferro fundido dúctil

GRP – Plástico reforçado com fibra de vidro (Glass Reinforced Plastic)

HDD – Perfuração horizontal dirigida (Horizontal Directional Drilling)

PE – Polietileno

PEAASAR II – Plano E Estratégico de Abastecimento de Água e de Saneamento de Águas

Residuais (2007 - 2013)

PEAD – Polietileno de alta densidade

PE-X – Polietileno reticulado

PP – Polipropileno

PRFV – Poliéster reforçado com fibra de vidro

PRP – Poliéster reforçado com polietileno

PU – Poliuretano

PUG – Peterborought Utilities Group

PVC – Policloreto de vinilo

PVC-U – Policloreto de vinilo não plastificado

ACRÓNIMOS Técnicas de Reabilitação de Condutas

xvi

CAPÍTULO 1

Erik Maciel Moreira Santos 1

1. INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

1.1. Enquadramento

Os sistemas de abastecimento de água são infra-estruturas situadas no subsolo que servem

para transportar água em quantidade e qualidade adequadas ao consumo dos utilizadores do

serviço.

Desde a sua captação, a água é conduzida para os seus diferentes destinos por condutas que

podem ser de variados materiais, desde metálicas a plásticas. Independentemente do material,

com o passar dos anos a conduta aproxima-se do final da sua vida útil, podendo colocar em

risco o nível de serviço prestado.

Nas últimas décadas, os investimentos passavam pela implantação de novas infra-estruturas

para tornar cada vez mais elevada a taxa de cobertura do serviço de abastecimento de água.

Face aos elevados investimentos efectuados, Portugal contava no ano de 2007 com uma taxa

de cobertura próxima dos 92% para os sistemas de abastecimento de água. Para dar um

exemplo, só no município de Coimbra, os serviços “em baixa” contam com cerca de 1200 km

de condutas de água, sendo a taxa de cobertura muito próxima dos 100%.

Este cenário está a dar origem à necessidade de uma mudança de paradigma: são cada vez

menos as necessidades em termos de infra-estruturas novas e urge, agora, cuidar de manter

em bom estado de funcionamento as infra-estruturas existentes.

De acordo com o Programa Nacional para o Uso Eficiente da Água, cerca de 3,1 biliões de

litros de água são desperdiçados em cada ano, o que corresponde a cerca de 40% de toda a

água captada em Portugal.

Torna-se então imprescindível corrigir todos os factores que levam às perdas de água de cada

entidade gestora. As perdas de água, que se dividem em dois grupos - as perdas reais e as

aparentes, traduzem-se em prejuízos para as entidades gestoras.

Inseridas nas perdas de água aparentes, estão contabilizadas as parcelas derivadas do consumo

não autorizado e dos erros de medição dos contadores. Relativamente às perdas reais, estas

resultam das fugas nas condutas de adução e/ou distribuição, das fugas e extravasamentos nos

reservatórios de adução e/ou distribuição e também das fugas nos ramais a montante do ponto

de medição.

No quadro seguinte encontra-se o balanço hídrico do município de Coimbra (ano de 2010),

onde estão inseridas todas as percentagens relativamente a cada tópico.

INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

2

Quadro 1.1 Balanço hídrico do município de Coimbra (2010)

Água

que

dá

entr

ada

no s

iste

ma

100%

Consu

mo

auto

riza

do

77,5

9%

Consumo

autorizado

facturado

76,07%

Consumo facturado

medido

6,07% Consumo

facturado

76,07% Consumo facturado

não medido

0%

Consumo

autorizado não

facturado

1,52%

Consumo não

facturado medido

0,10%

Água não

facturada

(perdas

comerciais)

23,93%

Consumo não

facturado não medido

1,42%

Per

das

de

águ

a

22,4

1%

Perdas aparentes

3,99%

Consumo não

autorizado

0,19%

Perdas de água por

erros de medição

3,80%

Perdas reais

18,42%

Fugas nas condutas de

adução e/ou

distribuição

4,60%

Fugas e

extravasamentos nos

reservatórios de

adução e/ou

distribuição

0%

Fugas nos ramais

(a montante do ponto

de medição)

13,82%

Como se pode observar no quadro anterior, 22,41% da água que dá entrada na rede é perdida.

Neste pressuposto, a água que se perde devido a fugas nas condutas representa 18,42% da

INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO CAPÍTULO 1


água entrada no sistema, o que é bastante significativo. Daí haver a necessidade de cuidar e

manter as condutas em funcionamento, mas também corrigir o que está a provocar esta

elevada quantidade de água perdida. Torna-se portanto importante haver um controlo das

perdas de água por parte das entidades gestoras, permitindo melhorar a eficiência na gestão

dos sistemas de abastecimento de água. Melhorando a eficiência, está-se a reduzir a factura de

água aos utilizadores, pois possibilita uma melhor adaptação das tarifas aos volumes

efectivamente consumidos, para não falar na poupança de um recurso que é escasso.

A maior percentagem de perdas ocorre nos ramais, já que estes últimos possuem

características mais desvantajosas (diâmetro, material, etc.) e são, geralmente, executados por

profissionais menos qualificados.

Para combater as perdas de água tem de se investir, aumentando a procura de fugas para

posterior reparação e substituindo as condutas em estado de rotura iminente, devido à sua falta

de qualidade ou porque a sua vida útil já foi ultrapassada. Exemplo disto são as condutas em

fibrocimento, actualmente em desuso mas com uma extensão considerável ainda instalada e

em funcionamento. Devido à ocorrência de um elevado número de roturas neste tipo de

material, tem vindo a dar-se prioridade à sua substituição.

Quando apenas se utilizava a técnica de abertura de vala, a substituição de condutas tornava-

se por vezes economicamente inviável, devido principalmente aos custos avultados do

levantamento e reposição de pavimentos e aos movimentos de terras. Com as novas técnicas,

tanto de reabilitação como de substituição, que não necessitam da abertura de vala ao longo

de todo o traçado, esses custos podem ser reduzidos e, assim, tornar viáveis projectos que até

à data não o eram. Além disso, quando comparadas com a tradicional abertura de vala, estas

técnicas implicam impactos sociais incomparavelmente reduzidos.

Além da substituição ou reabilitação de condutas, para diminuir mais as perdas têm de se

desenvolver esforços no sentido de localizar fugas não reportadas com auxílio de outras

técnicas, que são extremamente importantes mas não fazem parte dos objectivos desta

dissertação.

Do ponto de vista meramente económico, não é interessante localizar e reparar todas as fugas.

Interessa, sim, realizar uma análise custo/benefício para definir até que ponto é

economicamente viável procurar mais fugas, pois chega-se a um nível a partir do qual já não

há interesse económico em efectuar mais esforços na redução das perdas de água.

Para explicar melhor o que foi referido no parágrafo anterior, tem de se analisar a figura

seguinte, onde se ilustra graficamente o conceito de nível económico de perdas.


4

Figura 1.1. Nível económico de perdas

Com o aumento das perdas, naturalmente o custo total da água perdida aumenta. Por outro

lado, os custos do controlo activo de perdas diminuem com o aumento dos níveis permitidos

(deve notar-se o crescimento exponencial desses custos quando se reduz os níveis de perdas).

A curva do custo total, obtida pela soma das duas (custo da água e custo do controlo activo de

perdas), tem um mínimo que corresponderá ao nível económico de perdas.

Esta análise de custo/benefício define o nível económico de perdas, a partir do qual não há

interesse, do ponto de vista económico, em efectuar mais esforços na redução das perdas de

água.

1.2. Objectivos e Metodologias de Apoio

Em 2007, o Ministério do Ambiente, do Ordenamento do Território e do Desenvolvimento

Regional elaborou um documento, ao qual chamou PEAASAR II – Plano Estratégico de

Abastecimento de Água e de Saneamento de Águas Residuais (2007 - 2013), onde fixa uma

estratégia para o sector das águas, definindo objectivos e propondo medidas de optimização

de gestão e de optimização do desempenho ambiental do sector.

Este documento aponta alguns problemas de natureza operacional com que os sistemas se

debatem actualmente, de entre os quais se destacam aqui os seguintes:

- Elevado nível de água não facturada nos sistemas de abastecimento de água, seja por

consumo não medido, seja por perdas físicas devidas, normalmente, a roturas resultantes de

ausência de estratégia de reabilitação;

- Elevado nível de envelhecimento precoce e de degradação de muitos sistemas, com grande

número de avarias, implicando a necessidade de reparações e de interrupções de

funcionamento, em consequência de ausência de estratégia de gestão patrimonial das infra-

estruturas.

INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO CAPÍTULO 1


Perante o referido, achou-se ser importante e oportuno direccionar esta dissertação para as

técnicas de substituição e reabilitação de condutas, atendendo ao papel que estas poderão vir a

desempenhar no futuro próximo no sector do abastecimento de água.

Sendo assim, este trabalho foi realizado com o objectivo de se compreender melhor quais as

técnicas existentes para reabilitar, substituir e implantar novas condutas, e ainda tentar

contribuir para uma criteriosa selecção da técnica mais adequada a cada situação concreta.

Relativamente à metodologia de trabalho, procedeu-se à descrição das mais variadas técnicas

de reabilitação, substituição e implantação de condutas, explicando o seu funcionamento e

construindo um quadro individual com as características mais relevantes, passando pelos

materiais usualmente utilizados, a sua geometria (gama de diâmetros, extensão máxima e a

possibilidade de execução de curvas), a eficácia da técnica, bem como as respectivas

vantagens e desvantagens.

Procedeu-se também à realização de três estudos de caso com a finalidade de pormenorizar os

procedimentos e algumas características das técnicas envolvidas. Concretizou-se também um

pequeno estudo económico relacionando duas das técnicas mais comuns no nosso País, não só

a nível económico mas também em termos da redução dos impactos sociais.

1.3. Estrutura da Dissertação

A dissertação é constituída por quatro capítulos, cuja estrutura e conteúdos se descrevem de

seguida.

No Capítulo 1, denominado de introdução, faz-se um enquadramento relativamente ao tema

tratado na dissertação, apresentam-se quais os objectivos e metodologia de trabalho para

atingir esses objectivos e desenvolve-se ainda um resumo da organização do trabalho.

No Capítulo 2 procede-se a uma descrição das técnicas de reabilitação, substituição e

implantação de condutas, abordando os seus procedimentos e características mais relevantes.

No Capítulo 3, apresentam-se três estudos de caso de três técnicas sem abertura de vala, que

se consideram as mais utilizadas a nível nacional, quer seja por falta de soluções alternativas

ou pelo facto de os custos económicos e impactos sociais serem mais reduzidos

comparativamente com a técnica tradicional de abertura e fecho de valas ao longo dos

traçados. No terceiro estudo de caso realizou-se um estudo económico que confrontou a

técnica de pipe bursting com a técnica tradicional de abertura de vala. Foram analisados

vários orçamentos, disponibilizados tanto por empresas particulares como por entidades

gestoras, sem os quais este estudo económico não teria sido possível realizar.

Finalmente, no Capítulo 4 faz-se uma síntese do trabalho elaborado, bem como das

conclusões obtidas e apresentam-se ainda indicações para o desenvolvimento de trabalhos

futuros, pois este deve ser um processo contínuo de aperfeiçoamento.


6

CAPÍTULO 2


2. TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO, SUBSTITUIÇÃO E IMPLANTAÇÃO

2.1. Nota Introdutória

Existem vários factores que influenciam a tomada de decisão de recuperar uma conduta. Estes

factores passam pela descoberta de possíveis anomalias (estrutural, hidráulica, qualidade da

água), por possíveis acções de manutenção, mas também ao nível da prevenção de problemas

(níveis de deterioração, capacidade hidráulica). Mais concretamente na decisão da técnica de

“recuperação”, há outros factores também importantes, como a extensão de conduta a

recuperar, traçado existente e disponibilidade financeira, pois qualquer técnica tem a sua

capacidade e limitação de utilização. Como cada caso é um caso, existe sempre uma

dificuldade acrescida para que a escolha da técnica a utilizar seja a mais satisfatória.

Neste capítulo refere-se uma variedade de técnicas de reabilitação, substituição e implantação

de condutas, com a descrição da metodologia utilizada e algumas das vantagens e

desvantagens que podem ajudar na escolha prévia de uma solução. No final, existe um

subcapítulo referenciando um dos equipamentos mais importantes para inspecção que recorre

ao CCTV (circuito fechado televisivo) para a realização de relatórios do estado da conduta.

As técnicas de reabilitação, substituição e implantação dividem-se em duas categorias,

conforme utilizem ou não a abertura de vala, sendo que a reabilitação apenas se refere a

técnicas sem abertura de vala. Segue-se então a explicação e pormenorização dessas técnicas.

2.2. Técnicas Com Abertura de Vala

No que toca ao tipo de intervenção, as técnicas que recorrem à abertura de vala incidem na

substituição da conduta existente, ou, no caso de a conduta existente ainda ser reaproveitada,

na implantação de uma conduta nova paralelamente à conduta existente. Essas duas variantes

fazem parte de outras duas, podendo ser em vala convencional ou estreita, conforme se

apresenta no quadro seguinte.

Quadro 2.1. Técnicas com abertura de vala

Abertura de vala

Convencional Substituição da conduta existente

Implantação de uma conduta nova

Estreita Substituição da conduta existente

Implantação de uma conduta nova

A técnica de abertura de vala convencional consiste, como o próprio nome indica, na abertura

de uma vala longitudinal a uma determinada profundidade para a substituição ou implantação

da conduta nova. A técnica de abertura de vala estreita é em tudo idêntica à técnica anterior,

TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO, SUBSTITUIÇÃO E IMPLANTAÇÃO

8

apenas diferindo na dimensão da largura da vala que é reduzida ao mínimo indispensável para

a execução dos trabalhos. Apesar de estas técnicas serem as mais antigas e as mais utilizadas,

acarretam alguns inconvenientes associados à sua construção, desde a área necessária para a

execução dos trabalhos, que poderá levar à interrupção de circulação, tanto de veículos como

de peões, a interrupção do fornecimento de água ou implantação de um by-pass para evitar o

corte de água, a dificuldade inerente à profundidade de algumas condutas e também aos

impactos sociais e ambientais que são difíceis de contabilizar e muitas vezes são esquecidos.

Em relação às condicionantes da geometria e constituição das valas, estas deverão estar de

acordo com o Decreto Regulamentar n.º 23/95, de 23 de Agosto, mais especificamente os

artigos 25.º a 28.º.

Na Figura 2.1 representam-se os diferentes esquemas de vala-tipo e na Figura 2.2 alguns

exemplos de intervenções com vala aberta.

Figura 2.1. Esquemas de vala-tipo convencional (esquerda) e estreita (direita) (adaptado de

Alegre, H.; Covas, D., 2010)

Figura 2.2. Intervenções com vala aberta

TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO, SUBSTITUIÇÃO E IMPLANTAÇÃO CAPÍTULO 2


Apresentam-se no quadro seguinte as principais características desta técnica de reabilitação.

Quadro 2.2. Características – com abertura de vala

Aspectos Características

Materiais Qualquer material desde que respeite os requisitos de projecto.

Geometria

Gama de diâmetro Sem limitações específicas.

Extensão máxima Sem limitações específicas.

Execução de curvas Sem limitações específicas.

Eficácia - Possibilidade de aumento da capacidade hidráulica;

- Assegura a integridade estrutural total da conduta.

Vantagens - Não necessita de mão-de-obra especializada.

Desvantagens

- Área necessária para a execução dos trabalhos elevada.

- Impactos sociais e ambientais negativos associados à intervenção e

ocupação do espaço público elevados: aumento do ruído e vibração,

interrupção da circulação pedestre e viária, e necessidade de reposição de

pavimentos, etc.

- Custo aumenta com a profundidade da instalação.

- Necessidade de suspensão do abastecimento e de execução de by-pass

provisório.

2.3. Técnicas Sem Abertura de Vala

Para a reabilitação sem abertura de vala, existe uma grande variedade de técnicas, as quais se

dividem em três grupos. O primeiro, nas que aproveitam a conduta existente tanto para

exercer funções hidráulicas como para funções estruturais. As técnicas que utilizam as

condutas existentes mas sem o seu aproveitamento são as que compõem o segundo grupo. Por

fim, no terceiro grupo é onde se inserem as técnicas de implantação de condutas novas sem a

necessidade de existir qualquer conduta existente.

As técnicas que aproveitam a conduta existente dividem-se, por sua vez, em quatro

subgrupos, entre os quais se encontram a limpeza, a reparação localizada, o revestimento

interior e a inserção de uma conduta nova sem a remoção da conduta existente. O segundo

grupo, onde se insere a utilização das condutas existentes apenas para a condução da conduta

nova, subdivide-se em duas técnicas, o Pipe pulling (com a remoção da conduta existente) e o

Pipe bursting (com destruição da conduta existente). A microtunelagem e a perfuração

horizontal dirigida (horizontal directional drilling) são as técnicas que se encontram no

terceiro grupo, sendo caracterizadas por não necessitarem de uma conduta existente.


10

Para uma melhor compreensão da variedade de técnicas sem abertura de vala, no Quadro 2.3.

apresenta-se a listagem de todas as técnicas sem abertura de vala que serão referidas na

presente dissertação, seguindo-se a discriminação e pormenorização.

Quadro 2.3. Técnicas sem abertura de vala

TÉ

CN

ICA

S D

E R

EA

BIL

ITA

ÇÃ

O S

EM

AB

ER

TU

RA

DE

VA

LA

Grupo 1

Lim

pez

a de

conduta

s Limpeza não agressiva

Flushing

Air scouring

Limpeza agressiva

Hydraulic jetting

Pigging

Drag scraping

Pressure scraping

Polimento Polishing brushes

Scraping sheet

Reparação localizada

Revestimento interior de condutas

Cement mortar lining

Epoxi resin lining

Manga adesiva

Intr

oduçã

o d

e co

nduta

no

va

sem remoção da existente

Slip-lining

Close-fit

Lining

Swagelining

Compact pipe

Curada

in-situ

introduzida

Por reversão

Com guincho

Grupo 2

com remoção da existente Pipe pulling

com destruição da existente Pipe bursting

Grupo 3

Microtunelagem

Horizontal directional drilling

2.3.1. Limpeza de condutas

A limpeza das condutas é realizada para a remoção de depósitos de materiais soltos e de

incrustações nas paredes interiores das condutas, dividindo-se em limpeza agressiva



(hydraulic jetting, pigging, drag scraping e pressure scraping), não agressiva (flushing e air

scouring) e polimento (polishing brushes e scraping sheet). Estas técnicas são utilizadas tanto

no âmbito da manutenção de condutas como também para a reabilitação das mesmas,

podendo na prática adoptar-se apenas uma ou mais técnicas usando uma combinação destas.

No caso de se optar por uma combinação de várias técnicas, o seu procedimento mais correcto

será o uso de técnicas agressivas inicialmente, passando pelo polimento e por fim o uso de

técnicas não agressivas.

Quando se adoptam técnicas de limpeza para operações de reabilitação, estas podem ser

utilizadas tanto na fase dos trabalhos preparatórios (preparação da conduta existente para a

aplicação da técnica de reabilitação), como também na fase de acabamento final (limpeza da

conduta reabilitada para a ligação ao abastecimento).

Todas as intervenções de reabilitação necessitam de preparação prévia da parede interna da

conduta existente, seja porque a eficácia da técnica de reabilitação depende da aderência dos

materiais à parede interna da conduta existente, ou então para possibilitar a introdução da

conduta nova sem que haja danos na parede externa da mesma.

2.3.1.1. Limpeza não agressiva

2.3.1.1.1. Flushing

Realiza-se através de uma descarga controlada de água, recorrendo à abertura de hidrantes,

que provoca um aumento da velocidade de escoamento que arrasta em suspensão os materiais

soltos que se encontram na conduta, sendo posteriormente expelidos nos hidrantes a jusante.

2.3.1.1.2. Air scouring

Consiste no mesmo procedimento que o flushing, mas neste caso é necessário utilizar um

hidrante a montante para a injecção de ar comprimido. A mistura de ar comprimido e água,

escoada a alta velocidade, provoca uma turbulência que arrasta os materiais soltos e arranca

algumas partículas que se encontrem no interior da conduta, levando-as em suspensão até ao

hidrante aberto mais próximo.

Pode observar-se na Figura 2.3 um hidrante em utilização para as referidas limpezas.


12

Figura 2.3. Flushing através de hidrantes

2.3.1.2. Limpeza agressiva

2.3.1.2.1. Hydraulic jetting

Obtém-se através de jactos de água a alta pressão direccionados directamente às paredes

interiores da conduta. Esses jactos são obtidos por uma cabeça ligada a um tubo que percorre

toda a conduta.

2.3.1.2.2. Pigging

Esta limpeza consegue-se com a utilização de raspadores em forma de bala, normalmente em

poliuretano mas revestidos por um material abrasivo, como se pode observar na Figura 2.4.

Os raspadores percorrem a conduta pela acção do escoamento da água ou accionados por

guinchos mecânicos.

Figura 2.4. Diferentes tipos de raspadores (pigs)

2.3.1.2.3. Drag scraping

O princípio de funcionamento é o mesmo que na técnica pigging. A diferença está na

substituição dos raspadores por pás metálicas com rodos de borracha que raspam a parede

interior da conduta, como se pode observar na Figura 2.5. Estas pás percorrem a conduta

apenas com o auxílio de guinchos mecânicos, como demonstrado na Figura 2.6.



Figura 2.5. Pás metálicas

Figura 2.6. Esquema de funcionamento do drag scraping (adaptado de J. & F. Tools, s.d.)

2.3.1.2.4. Pressure scraping

Consiste numa mistura das duas técnicas anteriormente referidas. A limpeza é realizada

através de um conjunto de raspadores metálicos, do género de escovas metálicas, que são

arrastadas dentro da conduta por acção do escoamento da água. Um dos exemplos deste tipo

de raspador pode observar-se na figura seguinte.

Figura 2.7. Raspador metálico

2.3.1.3. Polimento

Para além das limpezas agressivas e não agressivas, existe também o polimento que se utiliza

quando as técnicas de reabilitação necessitam de uma parede interna da conduta existente

mais lisa, para melhorar a aderência a esta. O polimento pode ser mais ou menos profundo,

conforme a técnica de reabilitação envolva mais ou menos riscos de ferir a conduta a inserir.


14

As técnicas de polimento também se podem utilizar em simultâneo com as outras técnicas de

limpeza. Quando se recorrem a escovas mais finas, específicas para polimento, a técnica

denomina-se de polishing brushes, se forem utilizadas lixas de polimento denomina-se de

scraping sheet.

2.3.2. Revestimento interior das condutas

As técnicas que recorrem à reparação localizada de juntas ou fissuras consistem na colocação

de um “adesivo” na zona a reparar. Esta reparação pode ser realizada também de duas

maneiras, com juntas de borracha sintética pré-fabricadas, ou com resina epoxi e fibras de

vidro ou carbono.

Relativamente às técnicas de revestimento longitudinal, estas consistem, como o próprio

nome indica, no revestimento interior da conduta existente, através de um dispositivo próprio

accionado por um guincho, que projecta o material de revestimento contra as paredes

interiores da conduta a reabilitar.

Como já referido anteriormente, estas técnicas são normalmente antecedidas pelas técnicas de

limpeza para que a aderência do material a projectar seja satisfatória. Há dois tipos de

revestimentos longitudinais, o revestimento com argamassa de cimento (cement mortar

lining) e com resina epoxi (epoxi resin lining).

O procedimento inicial em qualquer das técnicas apresentadas, e na falta de pontos

estratégicos já existentes, consiste na abertura de poços de acesso nas extremidades da

conduta a reabilitar, tipicamente em zonas de mudança de direcção ou de existência de

acessórios. Dependendo da técnica, há também uma limitação de comprimento máximo, ou

seja, em condutas de grande desenvolvimento sem nenhuma zona típica anteriormente

referida, essa reabilitação tem de se realizar por troços. Relativamente aos ramais prediais,

estes devem ser refeitos apenas necessitando de acesso pontual.

2.3.2.1. Reparação de juntas ou fissuras com borracha sintética

Consiste na introdução de um balão insuflável através de um robot que transporta o “adesivo”

até ao local a reparar. Quando está colocado na posição correcta, o balão é insuflado para

comprimir o “adesivo” contra as paredes da conduta, esperando o tempo necessário à cura do

material, esvaziando-se depois o balão para a retirada do robot.

2.3.2.2. Reparação de juntas ou fissuras com resinas epoxi e fibras

Após a limpeza da superfície a reparar, procede-se ao preenchimento da junta ou fissura com

material esponjoso (poliestireno), seguido de uma camada de mastique flexível de selagem.

De seguida, pinta-se a junta com resina epoxi para garantir a aderência do tecido de fibras de

vidro ou carbono. Após a aplicação do tecido, a zona reparada é pintada com várias demãos

de resina epoxi.




Quadro 2.4. Características – sem abertura de vala – reparação localizada


Materiais

2.3.2.1. Argamassa de cimento e borracha de etileno‑propileno‑dieno

2.3.2.2. Poliestireno, mastique flexível, resina epoxi, tecido à base de

fibra de vidro ou de carbono

Geometria

Gama de diâmetros 250‑500 mm (meio mecânico e CCTV)

500‑6000 mm (manual)

Extensão máxima Variável

Execução de curvas -

Eficácia - Não altera a capacidade hidráulica da conduta.

- Não assegura integridade estrutural à conduta.

Vantagens

- Área necessária para a execução dos trabalhos é mínima.

- Solução de baixo custo (2.3.2.1.).

- Não interfere com a ligação a outras condutas.

Desvantagens

- Acesso à conduta existente exige escavação numa das extremidades.

- Requer a limpeza prévia da superfície interna da conduta na zona da

reparação.

- Requer inspecção simultânea com CCTV para diâmetros pequenos.

- A técnica depende da adesão do material à superfície da junta.


provisório.

- Solução de alto custo (2.3.2.2.).

Esta reparação, devido à cura dos materiais, pode demorar 2 a 3 dias, mas se a sua aplicação

for em quantidade torna-se vantajoso.

Nos dois casos de reparação de juntas e fissuras, estas podem sem efectuadas recorrendo a um

robot para o caso de condutas não acessíveis, ou por aplicação manual se a conduta for

visitável. Para o caso de a reparação ser efectuada através de um robot, esta deverá ser

inspeccionada por circuito fechado televisivo, conhecido por CCTV e que será abordado no

fim deste capítulo.

2.3.2.3. Cement mortar lining

O revestimento das condutas com argamassa de cimento apenas é utilizado em condutas

metálicas e tem duas funções importantes, o melhoramento da superfície interna da conduta

para o favorecimento da capacidade hidráulica e, visto ser um revestimento composto por


16

cimento, torna-se um meio fortemente alcalino (devido à presença do hidróxido de cálcio

libertado durante a hidratação do cimento), neste ambiente a corrosão do aço torna-se muito

mais difícil. Para o revestimento funcionar de forma correcta é importante a aplicação de uma

camada adequada de revestimento (dependendo do diâmetro da conduta), salientando-se que

este não serve para corrigir qualquer anomalia na função estrutural da conduta.

Em relação ao seu funcionamento, este é bastante simples. Consiste num dispositivo que

projecta a argamassa de cimento contra as paredes interiores da conduta, sendo accionado por

um guincho mecânico (condutas de pequeno diâmetro) que faz percorrer o dispositivo a uma

velocidade constante para manter a espessura da camada de revestimento sempre uniforme. A

esse dispositivo é acoplado um outro, que tem como função compactar e alisar a argamassa de

cimento para que o resultado final seja uma camada lisa e uniforme. Na Figura 2.8 pode

observar-se uma conduta antes e depois de ser revestida. O dispositivo de projecção e o de

compactação e alisamento da argamassa podem ver-se na Figura 2.9. No caso de a conduta ter

diâmetro suficiente para a trabalhabilidade de pessoas no seu interior, então, a realização da

operação de reabilitação será manual.

Figura 2.8. Conduta antes (esquerda) e depois (direita) de limpa e revestida (PUG, 2010)

Figura 2.9. Dispositivo de projecção (esquerda) e compactação e alisamento (direita)

2.3.2.4. Epoxi resin lining

Tanto em aplicação como em objectivo, esta técnica é em tudo semelhante à técnica de

cement mortar lining, sendo diferente apenas no material de revestimento, que passa a ser

uma resina epoxi. O dispositivo de projecção da resina, que se pode ver na Figura 2.10, é

controlado, quanto ao caudal escoado como também à velocidade de arrasto, pelo guincho

mecânico para regular a projecção adequada de resina para a parede interior da conduta e a



espessura da camada de resina, respectivamente. A espessura da camada de resina é mínima,

não condicionando a secção de escoamento, é um material durável e resistente à corrosão do

metal. No caso de existirem fissuras mínimas ou furos pequenos, este revestimento de resina

epoxi poderá ter a capacidade de reparar as avarias, por ser um material impermeável.

Figura 2.10. Dispositivos de projecção


Quadro 2.5. Características – sem abertura de vala – revestimento longitudinal


Materiais Argamassa de cimento, betão, resina epoxi.

Geometria

Gama de diâmetros 200 – 1600 mm (instalação por meios mecânicos)

1600 mm – sem limite (instalação manual)

Extensão máxima 100 m (instalação por meios mecânicos).

Sem limite (instalação manual).

Execução de curvas Permite efectuar curvas até 45º.

Eficácia - Aumento da capacidade hidráulica.

- Não assegura integridade estrutural à conduta.

Vantagens - Área necessária para a execução dos trabalhos é mínima.

- Não interfere com a ligação a outras condutas.

Desvantagens

- Acesso à conduta existente exige escavação numa das extremidades.

- Requer a limpeza prévia da superfície interna da conduta na zona da

reparação.

- A técnica depende da adesão do revestimento à superfície da conduta.


provisório.


18

2.3.2.5. Introdução de manga adesiva por reversão

Para esta técnica também é importante a execução da limpeza e polimento da tubagem

existente para garantir a aderência. Esta técnica consiste na introdução de uma manga que tem

uma camada adesiva (inicialmente no seu interior) e, com a injecção de ar, esta reverte o seu

sentido, passando o interior a ser exterior e vice-versa. Com esta inversão, a manga introduz-

se “automaticamente” dentro da conduta a revestir, conseguindo realizar curvas até 90º. O

processo de cura é conseguido pelo aquecimento do adesivo utilizando vapor de água. A

Figura 2.11 ilustra a aplicação desta técnica e mostra a manga já introduzida.

Figura 2.11. Ilustração da aplicação da manga (esquerda) e manga já introduzida (direita)

(Alegre, H.; Covas, D., 2010)

No quadro seguinte apresentam-se as principais características desta técnica de reabilitação.

Quadro 2.6. Características – sem abertura de vala – manga adesiva por reversão


Materiais

Manga circular constituída por fibras acrílicas ou de poliéster, revestida

num dos lados com um termoplástico e do outro lado com uma resina

termorrígida.

Geometria

Gama de diâmetros 50 – 1500 mm

Extensão máxima 150 m

Execução de curvas Permite a execução de curvas (até 90º).

Eficácia - Redução mínima da capacidade hidráulica.

- Não assegura a integridade estrutural total da conduta.

Vantagens - Área necessária para a execução dos trabalhos é mínima.

Desvantagens

- Acesso à conduta existente exige escavação.

- A técnica depende da adesão da tubagem inserida à existente.

- Necessidade de suspensão do abastecimento.

- A ligação aos ramais prediais requer escavação local ou utilização de

robot.



A eficácia deste processo depende única e exclusivamente da adesão conseguida pela manga à

conduta existente. Para além da capacidade hidráulica que é melhorada, esta manga contribui

para o aumento da resistência mecânica da conduta.

2.3.3. Introdução de conduta nova sem remoção da existente

Quando se pretende introduzir uma conduta nova dentro de uma conduta existente, para além

da limpeza da conduta existente, que é de elevada importância para não provocar danos na

conduta nova, é necessário ter conhecimento da possibilidade de diminuição de diâmetro ou

não. No caso de o diâmetro da conduta nova poder ser diminuído, então adopta-se a técnica

slip-lining. Se não houver a possibilidade de diminuição da conduta, tem de se recorrer então

à técnica close-fit lining, que se subdivide em dois procedimentos: a introdução de uma

conduta nova com redução diametral provisória e a introdução de uma conduta nova com

secção deformada.

O procedimento inicial, em qualquer das técnicas seguintes, consiste na abertura de poços de

acesso nas extremidades da conduta a reabilitar, normalmente em zonas de mudança de

direcção ou de existência de acessórios. Há também uma limitação de comprimento máximo,

ou seja, em condutas de grande desenvolvimento sem nenhuma zona anteriormente referida,

essa reabilitação tem de ser realizada por troços.

2.3.3.1. Slip-lining

A conduta nova é flexível e tem diâmetro exterior inferior ao diâmetro interior da existente.

Em termos de execução é bastante simples mas apenas é utilizada quando há a possibilidade

de diminuir o diâmetro do troço em causa, como se pode observar na Figura 2.12.

Figura 2.12. Aplicação da técnica slip-lining

Há a possibilidade de realizar esta técnica de três métodos diferentes como demonstrado no

quadro seguinte.


20

Quadro 2.7. Métodos da técnica Slip-lining

Introdução

Com tubagem contínua

Por troços através de Tracção

Compressão

A conduta a inserir pelo método de tubagem contínua é fornecida em rolo, para diâmetros

pequenos, ou fornecida em tubos que são previamente soldados, para diâmetros maiores. A

introdução é auxiliada por um guincho mecânico, normalmente de menor potência do que

para outras técnicas.

Quando se opta pela introdução por troços, seja por tracção ou por compressão, a soldadura

ou junta é efectuada troço a troço, sendo que cada avanço da conduta nova é do mesmo

comprimento dos troços. A diferença de introdução por tracção ou compressão está apenas no

mecanismo que, na extremidade a jusante da inserção, exerce forças de tracção ou, na mesma

extremidade da inserção da conduta, exerce compressão à conduta nova.

Normalmente, o espaço existente entre a conduta nova e a existente é preenchido com

material de enchimento, como por exemplo argamassa. Com esse espaço preenchido, evita-se

a entrada de água e melhora-se a resistência às forças externas. Se a conduta velha possuir

ramais prediais, estes devem ser tamponados antes do preenchimento do espaço vazio e

posteriormente realizadas as ligações à nova conduta através de acessos pontuais.




Quadro 2.8. Características – sem abertura de vala – sem remoção – slip-lining


Materiais Tubos metálicos (aço e FFD) e plásticos (PE, PEAD, PE-X, PP, PVC,

PRFV)

Geometria

Gama de diâmetros 100 – 2000 mm (contínua)

100 – 600 mm (por troços)

Extensão máxima 300 m (contínua)

150 m (por troços)

Execução de curvas

É possível com elevados raios de curvatura

(contínua)

Não é possível (por troços)

Eficácia

- Assegura integridade estrutural à conduta.

- Redução significativa da capacidade hidráulica devido à redução da

secção, apesar da redução da rugosidade.

Vantagens

- Pode ser aplicada a qualquer tipo de conduta.

- Instalação rápida.

- A técnica não depende da adesão da tubagem inserida à existente.

- Área necessária é mínima para condutas de pequeno diâmetro em rolo.

Desvantagens

- Área necessária para condutas de maior diâmetro para o armazenamento

das tubagens e execução dos trabalhos é elevada.

- Acesso à conduta existente exige escavação.


- Requer o preenchimento do espaço entre condutas.

- A ligação aos ramais prediais requer escavação local.

2.3.3.2. Close-fit lining

Esta técnica é realizada com tubo contínuo flexível, de secção transversal reduzida

provisoriamente relativamente à conduta existente para facilitar a instalação. Após a

instalação, a conduta inserida tenta recuperar ao máximo a sua dimensão inicial (diâmetro

exterior ligeiramente superior ao diâmetro interior da existente) ajustando-se o mais possível à

conduta a reabilitar. Para isto há dois métodos completamente diferentes. O swagelining, que

consiste na redução diametral temporária mesmo antes de ser introduzida na conduta nova, e o

compact pipe, que se resume a um tubo de secção deformada em forma de “U” que facilita

bastante a introdução desta.


22

2.3.3.2.1. Swagelining

É a técnica que recorre ao uso de uma matriz de redução de diâmetro (Figura 2.13.) e a um

guincho. O guincho, ao exercer tracção na conduta nova, força-a a passar pela matriz de

redução diametral, reduzindo temporariamente o diâmetro da conduta. Quando a conduta

acaba de ser inserida, o guincho, que ainda exerce bastante força de tracção, começa a ser

aliviado para que a conduta nova comece a recuperar a sua forma inicial, ajustando-se à

conduta existente. A Figura 2.14 ilustra a aplicação desta técnica.

Figura 2.13. Matriz de redução diametral

Poço de entrada Poço de saída

conduta nova

conduta existente

guincho

macaco hidráulico

matriz redutora

Figura 2.14. Aplicação da técnica Swagelining (Marques, J., Sousa, J., 2009)

2.3.3.2.2. Compact pipe

Recorre ao uso de um tubo de secção deformada, que tanto pode ser adquirido com essa

deformação de fábrica, como também, recorrendo a equipamento próprio, ser deformado in-

situ (Figura 2.15(a)). Para que o tubo possa aguentar essa deformação, normalmente são

adicionadas cintas (ou já vêm de fábrica) para evitar o processo de reversão da deformação,

como mostra a Figura 2.15(b). Ao ser introduzido com o auxílio de um guincho mecânico, as

cintas vão sendo retiradas. Uma vez instalada a conduta deformada, as extremidades são

seladas para que, através da introdução de vapor de água, esta perca a sua deformação e

recupere a sua forma circular (Figura 2.15(c)) e, posteriormente, com a introdução de ar

comprimido, a conduta se ajuste perfeitamente às paredes da conduta existente.



Figura 2.15. Compact pipe (Alegre, H.; Covas, D., 2010)


Quadro 2.9. Características – sem abertura de vala – sem remoção – close-fit lining


Materiais Tubos plásticos (PE, PEAD, PE‑X, PP, PRP, PVC‑U).

Geometria

Gama de diâmetros 100 – 500 mm (2.3.3.2.1.)

200 – 1500 mm (2.3.3.2.2.)



Eficácia

- Pequena redução da capacidade hidráulica, apesar da redução da

rugosidade.


Vantagens

- Pode ser aplicado a qualquer tipo de conduta.


- Área necessária para a execução dos trabalhos é mínima (2.3.3.2.1).


- Não requer preenchimento do espaço entre condutas.

Desvantagens

- Energia necessária para a redução do diâmetro (2.3.3.2.2.) aumenta

significativamente com o diâmetro e a espessura da conduta.

- Área necessária para a execução dos trabalhos é elevada (2.3.3.2.2.).

- Acesso à conduta existente requer a escavação de poço de entrada e de

saída.




24

2.3.3.3. Introdução de conduta curada in-situ

Este tipo de conduta curada in-situ consiste na introdução de uma tubagem flexível (manga)

impregnada com resina, que depois do processo de cura vai formar a nova conduta. Nesta

técnica existe a possibilidade de utilizar diversas mangas segundo a resistência estrutural que

se deseje, como por exemplo manga termorrígida para obter resistência estrutural, manga

têxtil revestida com elastómero para conferir resistência estrutural ou semi-estrutural e a

membrana de elastómero embebida em resina que não dá qualquer resistência estrutural. De

acordo com a técnica de introdução, a cura in-situ pode ser classificada de duas maneiras

distintas, a inserção por reversão ou a inserção com guincho.

2.3.3.3.1. Inserção por reversão

Esta metodologia é em tudo idêntica à técnica de introdução de manga adesiva por reversão.

A diferença está no tipo de manga que varia consoante a resistência estrutural que se desejar.

Na Figura 2.16 pode observar-se o processo de introdução da manga.

Figura 2.16. Introdução da manga por reversão

2.3.3.3.2. Inserção com guincho

Neste método a manga é introduzida por acção de um guincho e um cabo de aço que a vão

puxando para o interior da conduta existente. Após a introdução da manga, esta é insuflada

com ar ou água quente para que se adapte às paredes da conduta existente, seguindo-se o

início do processo de cura com a injecção de pressão ou de calor através da água ou do ar.

Nas Figuras 2.17 e 2.18 apresenta-se a manga flexível a ser introduzida e antes de ser

utilizada.

Figura 2.17. Introdução de manga flexível (Alegre, H.; Covas, D., 2010)



Figura 2.18. Manga flexível


Quadro 2.10. Características – sem abertura de vala – sem remoção – curada in-situ


Materiais Manga ou tubo flexível (com ou sem reforço da sua capacidade

resistente) impregnado com resina (PU, EP).

Geometria


Extensão máxima 600 m (2.3.3.3.1.)

150 m (2.3.3.3.2.)


Eficácia

- Pequeno aumento da capacidade hidráulica apesar da redução da

secção transversal.

- Possibilidade de assegurar integridade estrutural à conduta (solução

estrutural, semi‑estrutural ou não estrutural).

Vantagens


- Área necessária para a execução dos trabalhos é mínima.

- A ligação aos ramais prediais pode ser efectuada através de um robot

pelo interior da conduta.

Desvantagens

- No caso de não ser possível a realização da ligação predial por

intermédio de um robot, esta tem de se realizar com escavação pontual.

- Acesso à conduta existente através de pontos de acesso ou através de

pequenas escavações.

- A técnica depende da adesão da tubagem inserida à existente.

- Não é possível reverter o processo de instalação.



26

2.3.4. Introdução de conduta nova com remoção da existente

Esta técnica é conhecida por pipe pulling. Não é uma técnica muito utilizada, pois apesar de

ter um funcionamento simples, só pode ser efectuada em troços curtos e rectilíneos e tanto a

conduta nova como a existente têm de possuir resistência estrutural para a extracção e

introdução. Como já referido em subcapítulos anteriores, há a necessidade de abertura de

poços de acesso nas extremidades, como procedimento inicial, mas já não necessita de

limpeza prévia, visto a conduta existente ser totalmente removida.

2.3.4.1. Pipe pulling

No poço de entrada é colocado um troço de tubagem e no poço de saída é instalado um

macaco hidráulico que, através de um cabo de aço que atravessa a conduta a substituir, é

ligado ao troço de tubagem novo. É então accionado o macaco hidráulico que exerce força de

tracção no cabo, puxando o troço de tubagem nova para dentro do solo, à medida que a

tubagem velha é extraída no poço de saída onde se encontra o macaco. Esta operação é

efectuada sucessivas vezes até que a tubagem nova apareça na outra extremidade.


Quadro 2.11. Características – sem abertura de vala – com remoção


Materiais Qualquer material desde que tenha resistência estrutural suficiente que

permita a extracção da conduta existente.

Geometria

Gama de diâmetros Variável (com a potência do equipamento).

Extensão máxima Variável (com a potência do equipamento).

Execução de curvas Não permite executar curvas.

Eficácia - Permite o aumento da capacidade hidráulica.

- Assegura integridade estrutural.

Vantagens - Não requer trabalhos preparatórios de limpeza.


Desvantagens

- Área necessária para a execução dos trabalhos é elevada para armazenar

as tubagens e execução dos trabalhos.

- Acesso à conduta existente exige escavação nas extremidades.





2.3.5. Introdução de conduta nova com destruição da existente

Como se recorre à destruição da conduta existente, pode inserir-se uma conduta nova com

diâmetro igual ou superior ao da mesma. Para tal, é comum abrirem-se dois poços de acesso

nas extremidades do troço a substituir, para colocar o equipamento necessário à substituição.

2.3.5.1. Pipe bursting

Para a destruição da conduta existente é usada uma cabeça fragmentadora metálica (Figura

2.19), dotada de um mecanismo de expansão para o caso de se introduzir uma conduta com

diâmetro superior à existente. No poço de saída é colocado um guincho mecânico, que é

ligado por um cabo de aço ou varas metálicas à cabeça fragmentadora que está no poço de

entrada. À medida que o guincho é accionado, a cabeça fragmentadora começa a percorrer a

conduta existente fracturando-a e comprimindo os seus fragmentos contra o solo envolvente,

abrindo caminho à nova conduta que está ligada à cabeça.

Figura 2.19. Cabeça fragmentadora - condutas de betão (esquerda) e metálicas (direita)

Para introduzir uma conduta de diâmetro superior é acoplado um mecanismo de expansão

que, atrás da cabeça fragmentadora, irá comprimir ainda mais os fragmentos da conduta

existente contra o solo em seu redor, como mostra a Figura 2.20.

Figura 2.20. Aplicação da técnica Pipe bursting (adaptado de Marques, J.; Sousa, J., 2009)

Por vezes, em vez de se acoplar a conduta definitiva ao mecanismo de expansão, é acoplada

uma conduta de paredes mais finas que servirá apenas de capa protectora para posteriormente


28

se introduzir a conduta definitiva no negativo deixado. Esta técnica não necessita de ser

antecedida de limpeza da conduta existente, uma vez que esta será completamente destruída.


Quadro 2.12. Características – sem abertura de vala – com destruição


Materiais Tubos plásticos (PE, PEAD, PVC, PP e GRP) e metálicos (aço, FFC e

FFD).

Geometria

Gama de diâmetros Variável (com a potência do equipamento).

Extensão máxima Variável (com a potência do equipamento).

Execução de curvas Não permite executar curvas.

Eficácia - Permite o aumento da capacidade hidráulica.

- Assegura integridade estrutural.

Vantagens - Não requer trabalhos preparatórios de limpeza.


Desvantagens

- Área necessária para a execução dos trabalhos é elevada para o

armazenamento das tubagens e execução dos trabalhos.




- Pode afectar a integridade estrutural de outras infra‑estruturas

adjacentes.

2.3.6. Microtunelagem

A microtunelagem, desenvolvida no Japão nos anos 70, pode considerar-se uma das técnicas

mais complexas e dispendiosas devido ao elevado custo de mobilização do equipamento e ao

reduzido número de trabalhadores, mas qualificados, o que a torna numa técnica das menos

utilizadas. Apesar disso, é também um método comprovado devido à sua experiência e

qualificação onde, dependendo das condições encontradas no local, poderá tornar-se na única

solução possível para o problema.

Pode realizar-se a microtunelagem de duas maneiras, sendo que a primeira é através de um

tubo piloto e posterior escavação para o diâmetro desejado, e a segunda, utilizando

microtuneladoras de dimensões mais elevadas que se podem visualizar em imagens que se

irão mostrar mais à frente.



Assim sendo, passam a descrever-se os dois métodos de perfuração através da técnica de

microtunelagem.

A microtunelagem através de um tubo piloto consiste na abertura de dois poços de acesso, na

instalação do equipamento necessário e em três etapas de perfuração para instalar a conduta

final. A primeira etapa (Figura 2.21) consiste na perfuração entre os dois poços com um tubo

piloto oco, por troços, guiado por uma cabeça orientadora controlada remotamente pelo

equipamento que utiliza um teodolito (sistema laser) apontado ao centro do tubo.

cabeça orientadora

tubo piloto oco

Monitor da

cabeça orientadora

teodolito

apontado

ao centro

do tubo

piloto

Figura 2.21. Microtunelagem – primeira etapa (Marques, J, Sousa, J., 2009)

Quando a cabeça orientadora chega ao poço de saída dá-se início à segunda etapa (Figura

2.22), utilizando agora uma broca com diâmetro definido em função da conduta a introduzir.

A cabeça da broca, ao iniciar a perfuração no mesmo sentido que a anterior, vai empurrando o

tubo piloto para o exterior do poço de saída. Com o avançar da cabeça da broca vão sendo

acoplados troços de broca para garantir a estabilidade do solo.

tubo piloto a ser

empurrado para o

poço de saída cabeça da broca

broca

Figura 2.22. Microtunelagem – segunda etapa (Marques, J., Sousa, J., 2009)

Da mesma maneira que se inicia a segunda etapa, inicia-se também a terceira (Figura 2.23),

quando a cabeça da broca atinge o fim da perfuração ao chegar ao poço de saída. Para

finalizar, começa-se a introduzir a conduta final no poço de entrada e, à medida que esta


30

progride, vão-se extraindo, no poço de saída, os troços de broca que foram acoplados

anteriormente.

invólucro da broca

a ser empurrado

para o poço de saída conduta final

Figura 2.23. Microtunelagem – terceira etapa (Marques, J., Sousa, J., 2009)

A outra forma de realizar a perfuração por microtunelagem é, como já referido anteriormente,

recorrendo a microtuneladoras de dimensões superiores que possibilitam a realização do furo

de uma só vez.

Para a aplicação deste método, é necessário realizar a abertura dos poços de acesso (entrada e

saída), instalar o mecanismo de perfuração no poço de entrada e começar a perfuração com a

microtuneladora, acrescentando novas secções, denominadas de casing ou camisas

protectoras, que servem para suportar o terreno envolvente enquanto não é colocada a conduta

definitiva, que se introduz também por troços à medida que se retira o casing. Em certos casos

é aplicado um casing definitivo, pelo que a ordem de trabalhos será iniciada com a

microtuneladora, seguida do casing definitivo e é dentro deste que se implanta a conduta

definitiva, que poderá não preencher totalmente o casing, deixando espaço para novas

condutas e/ou reparações necessárias. Pode observar-se na Figura 2.24 a microtuneladora e na

Figura 2.25 um exemplo de casing definitivo.



Figura 2.24. Microtuneladora

Figura 2.25. Casing definitivo em betão

Os dois casos mais comuns de remoção do solo escavado são através de um trado contínuo,

ou então recorrendo a lamas bentoníticas. De seguida são representados os dois tipos de

microtuneladoras, sendo que na Figura 2.26 se encontra a microtuneladora com remoção de

solo através de trado contínuo, e na Figura 2.27 a microtuneladora com remoção do solo

através de lamas bentoníticas.


32

Figura 2.26. Microtuneladora adaptada para uso de trado contínuo

Figura 2.27. Microtuneladora adaptada para uso de lamas bentoníticas

Para além dos dois métodos mais utilizados para a remoção do solo escavado, também se

pode recorrer ao sistema de remoção por vácuo.

Se se recorrer ao trado contínuo, o solo escavado é retirado a partir do poço de entrada. Para

isso é necessário haver uma caixa ligada à superfície (Figura 2.28) através de um guincho

onde o solo é depositado por trabalhadores no fundo do poço e retirado até à superfície.

Figura 2.28. Caixa de recolha de solo escavado através de trado contínuo



No caso de se recorrer a lamas bentoníticas é necessário ter à superfície uma estação de

tratamento e purificação das lamas para a filtração e remoção das impurezas, tornando assim

as lamas reutilizáveis.

Ao utilizar o vácuo, é importante conhecer o tipo de solo a escavar, visto este método de

remoção ser para solos firmes não sendo adequado para solos macios e/ou solos abaixo do

nível freático.

Como já referido anteriormente, esta técnica não necessita de uma conduta existente. Porém,

no caso de esta existir, os processos de perfuração explicados anteriormente são idênticos. A

cabeça da broca é adaptada consoante o diâmetro da conduta nova e também em relação ao

material da conduta existente, pois a broca terá de destruir totalmente a conduta existente para

que esta seja removida juntamente com o solo escavado.


Quadro 2.13. Características – sem abertura de vala – microtunelagem


Materiais Tubos metálicos (aço, FFD), plásticos (PVC, PRFV) e betão armado.

Geometria



Execução de curvas Permite pequenos graus de curvatura.


- Assegura integridade estrutural à conduta

Vantagens - A técnica não depende da adesão da tubagem inserida à existente.

Desvantagens






- Pode afectar a integridade estrutural de infra-estruturas adjacentes.

2.3.7. Horizontal directional drilling

Esta técnica, também conhecida por HDD, executa a perfuração do solo a partir da superfície.

É uma técnica dirigível que controla o alinhamento exacto da conduta a instalar, podendo

desviar-se de qualquer serviço enterrado que possa intersectar e que tenha sido detectado

anteriormente.


34

O equipamento consiste numa máquina perfuradora munida de tubos flexíveis (varas) que

impulsionam a cabeça de corte dirigível e puxam várias brocas (reamers) que dimensionam o

furo consoante a conduta a instalar. Esta técnica divide-se em três fases, nomeadamente, a

perfuração do tubo piloto (Figura 2.29), o alargamento do tubo piloto (Figura 2.30) e a

introdução da conduta nova (Figura 2.31). Inicia-se, então, com a realização do furo piloto

com a cabeça dirigível através de compressão exercida pela máquina de perfuração que segue

o traçado de projecto (aproximadamente) até ao ponto de acesso final. Na segunda fase é

acoplada uma broca de maior dimensão para o alargamento do furo. Pode ser possível realizar

a segunda fase juntamente com a terceira no caso de o alargamento do furo se realizar apenas

de uma vez e o equipamento tenha a capacidade de realizar a força de tracção necessária (para

isso é ligada à broca à conduta a instalar). Tanto neste caso como na situação de se realizar

primeiro apenas o alargamento, a máquina de perfuração inverte o sentido da força,

começando a exercer tracção nas varas e puxando a broca e a conduta no sentido inverso ao

do furo piloto, até que esta chegue ao ponto de perfuração inicial.

Figura 2.29. Furo piloto (Hidrossolo, 2006)

Figura 2.30. Alargamento do furo piloto (Hidrossolo, 2006)

Figura 2.31. Introdução da conduta (Hidrossolo, 2006)

Se houver a necessidade de realizar primeiro o alargamento do furo piloto, após a colocação

da broca são acopladas também varas para que, a partir desse ponto, a máquina de perfuração



exerça apenas forças de tracção. Quando a broca de alargamento chega ao ponto inicial, é

ligada a conduta a inserir às varas no ponto de saída para que a máquina comece a puxar a

conduta. Sendo este o processo mais simples desta técnica, apresentam-se de seguida algumas

variantes.

Dependendo do tipo de solo, que pode variar desde areia a rocha, pode haver a necessidade

(areias) de se recorrer a lamas bentoníticas ou polímeros orgânicos para estabilização dos

furos, visto estes serem de diâmetro superior à conduta a ser instalada.

No caso de haver a necessidade de alargar o furo antes da introdução da conduta, por

consequência do solo ou do diâmetro da conduta, pode acontecer que a broca acoplada às

varas que realizam a perfuração no sentido inverso, não consiga alargar o furo de uma só vez

para a introdução da conduta. Há então a necessidade de recorrer à adição de mais brocas,

provocando assim um aumento progressivo do diâmetro do furo.

Para além de novas perfurações, esta técnica também pode ser utilizada para a substituição de

uma conduta existente. As alterações ao processo de realização são poucas, passando apenas

pela adaptação das brocas para a destruição total da conduta existente, seja no processo do

furo piloto (diâmetro do furo piloto superior à conduta existente), seja no alargamento do

furo, mesmo que a conduta final já venha acoplada (diâmetro do furo piloto inferior à conduta

existente).


Quadro 2.14. Características – sem abertura de vala – horizontal directional drilling


Materiais Tubos plásticos (PE, PVC) e metálicos (aço, FFD).

Geometria


Extensão máxima 2000 m (dependendo do diâmetro da conduta)

Execução de curvas Sim, mas não com raios curtos.



Vantagens - A técnica não depende da adesão da tubagem inserida à existente.

- Ideal para atravessamento de rios, estradas, caminhos-de-ferro.

Desvantagens



- Pode afectar a integridade estrutural de infra-estruturas adjacentes.

Como já referido anteriormente, na perfuração do furo piloto é utilizada uma cabeça dirigível

controlada remotamente com ajuda a um equipamento de detecção, que recebe os dados do


36

emissor de rádio que se encontra ao pé da cabeça dirigível, como se pode observar na Figura

2.32.

Figura 2.32. Sistema de detecção (esquerda) e emissão (direita)

Apenas com este tipo de detecção se consegue controlar a profundidade, desvios e

inclinações, para se cumprir ao máximo o traçado de projecto. Para isso, a máquina

perfuradora tem dois modos de acção, um para a perfuração a direito e o outro para efectuar

as curvas necessárias. Quando a máquina de perfuração exerce compressão e gira

simultaneamente, então a perfuração seguirá sempre na mesma direcção. No caso de apenas

exercer compressão nas varas, então haverá mudanças de direcção e/ou inclinação. A cabeça

dirigível pode ter duas configurações diferentes, caso esta seja utilizada em perfurações em

solo ou em rocha (Figura 2.33).

Figura 2.33. Cabeça perfuradora de solo e rocha (Guilhem, D., 2006 e Prime Drilling, s.d.)

Uma das limitações do equipamento de perfuração é a sua força de pull-back, ou seja a sua

limitação de força de tracção. Na totalidade do método, a máquina de perfuração exerce

forças de compressão e de tracção. Ao perfurar a máquina exerce força de compressão

suficiente para a execução do furo piloto. No caso da força de tracção, esta tem de ter

capacidade para puxar a totalidade da conduta e ainda ser capaz de vencer as forças de atrito

que surgem entre a conduta e o furo. As forças de atrito podem ser bastante elevadas, e para

as reduzir é aconselhável manter a curvatura do furo o mais suave possível.



2.4. CCTV

Como já referido anteriormente, CCTV significa circuito fechado televisivo, trabalhando este

através de um robot comandado na origem (superfície) que percorre as condutas (novas ou

velhas) para mostrar imagens do seu interior, sendo posteriormente analisadas facilitando

assim a avaliação do estado da rede.

Quando se solicita uma análise a uma conduta velha, as imagens provenientes do

equipamento mostram o estado de degradação em que a conduta se encontra. O equipamento

informático regista todas as anomalias detectadas (deformações, fugas, condutas danificadas),

fazendo também o registo de inclinações em casos necessários. Ao ter acesso a uma espécie

de visita guiada dentro de uma conduta, pode concluir-se acerca da necessidade ou não de

reabilitação/substituição da mesma.

Muitas vezes também há a necessidade de solicitar uma análise por CCTV a condutas novas.

Esta pode ser originada para a inspecção da obra após a sua execução, obtendo assim a

confirmação dos resultados obtidos.

Na Figura 2.34 podem-se ver alguns tipos de robots que possuem CCTV para a visualização

do interior de condutas.

Figura 2.34. Robots dotados de CCTV


38

2.5. Considerações Finais

Neste capítulo foram descritas as mais variadas técnicas, tanto a nível de reabilitação e

substituição, como também de implantação de condutas. Foi também elaborado um quadro

resumido individual de cada técnica reunindo alguns aspectos (material, geometria, eficácia,

vantagens e desvantagens), que poderão ajudar na escolha de uma técnica para um

determinado fim. Mesmo com os aspectos aqui definidos, uma entidade gestora terá sempre

dificuldade na escolha da técnica, pois dependendo do tipo de obra (reabilitação, substituição

ou implantação) e condições que se impõem no terreno, a mesma pode ser considerada

apropriada ou não. No que se refere à decisão, a dificuldade não fica por aqui, visto que ainda

não se considerou uma das variáveis mais importantes, o custo de cada técnica.

Através do custo de algumas técnicas, uma entidade gestora, que desejará sempre a melhor

qualidade mas também preços mais reduzidos, poderá descartar logo alguma técnica

analisando os diferentes orçamentos que terão solicitado.

No próximo capítulo serão ilustradas três das técnicas descritas anteriormente para uma

melhor compreensão do que cada uma delas envolve. Será também apresentado um pequeno

estudo económico que confrontará duas das técnicas mais utilizadas no nosso país.

CAPÍTULO 3


3. APLICAÇÃO DE TÉCNICAS SEM VALA ABERTA

3.1. Nota Introdutória

Seja qual for o motivo para a realização de uma reabilitação, substituição e implantação de

uma conduta, o resultado esperado será sempre o alargamento da rede de abastecimento de

água a um determinado local (implantação) ou então o melhoramento da capacidade

hidráulica de condutas, devido à necessidade de aumento de diâmetro (substituição), ou

devido ao elevado nível de deterioração das condutas (reabilitação).

Neste capítulo irão abordar-se três das técnicas sem abertura de vala mais utilizadas a nível

nacional - microtunelagem, perfuração horizontal dirigida e pipe bursting - a três obras

distintas e de diferentes entidades gestoras.

As obras onde se utilizaram a microtunelagem e a perfuração horizontal dirigida foram

pensadas, projectadas e executadas com estas técnicas, pois não haveria nenhuma outra

solução de implantação de condutas que fosse económica e estruturalmente possível, visto

serem realizadas para travessias do rio Mondego em diferentes localizações. Quanto à técnica

de pipe bursting, foi utilizada numa obra onde havia troços de condutas existentes que

necessitavam de reabilitação ou substituição, e também outros troços onde houve a

necessidade de abertura de vala para implantação de condutas novas.

Quanto ao nível orçamental, as primeiras duas técnicas (microtunelagem e perfuração

horizontal dirigida) são de custo elevado, tendo em conta o comprimento de condutas

instaladas. Na obra onde se utilizaram as técnicas de pipe bursting e de vala aberta, os custos

por metro linear de conduta instalada são muito mais competitivos, pelo que se decidiu

apresentar um pequeno estudo económico de comparação entre estas duas técnicas.

Para que houvesse a possibilidade de realização deste capítulo, foram realizados contactos

com várias entidades gestoras e empresas que aplicam este tipo de técnicas, as quais

gentilmente facultaram os mais variados dados necessários, desde projectos a orçamentos e

também visitas a obras, o que contribuiu em muito para enriquecer este trabalho.

Sendo assim, passa-se à apresentação dos três estudos de caso de técnicas sem abertura de

vala, localizados no distrito de Coimbra:

Caso 1 – microtunelagem a cargo da Águas do Mondego;

Caso 2 – perfuração horizontal dirigida a cargo da Águas da Figueira;

Caso 3 – pipe bursting e vala aberta a cargo da Águas de Coimbra.

APLICAÇÃO DE TÉCNICAS SEM ABERTURA DE VALA

40

3.2. Microtunelagem – Caso 1

3.2.1. Descrição geral

Este estudo de caso é referente a uma travessia do rio Mondego em Coimbra, efectuada

através da técnica de microtunelagem, com um comprimento aproximado de 205 metros,

realizada em frente à ETA (Estação de Tratamento de Águas) da Boavista, como se pode

observar na Figura 3.1, para ligação da ETA à margem esquerda do rio, inserida num

conjunto de obras que constituem a empreitada de execução do “Sistema Multimunicipal de

Abastecimento de Água e de Saneamento do Baixo Mondego-Bairrada. Sistema Adutor da

Boavista - Sector Central I - Traçado Comum com o Saneamento”.

Figura 3.1. Localização do caso 1 (adaptado de Google Earth)

Para uma melhor localização, pode observar-se no topo da figura anterior a ponte Rainha

Santa Isabel. A verde está marcada a localização dos poços de ataque (direita) e de chegada

(esquerda) e o percurso sob o rio Mondego. Já a cor de laranja está marcada a localização da

ETA da Boavista, em construção à data da fotografia aérea.

Este trabalho foi mais do que uma microtunelagem normal devido aos seus condicionalismos,

nomeadamente ao processo de construção civil dos poços de ataque e de chegada que tiveram

de ser executados com técnicas não muito usuais em obras hidráulicas, devido à sua grande

profundidade e também ao elevado nível freático por se localizar junto ao rio. No Quadro 31.1

indicam-se as características mais relevantes desta microtunelagem, acompanhado da Figura

3.2 onde se visualiza o perfil da perfuração.

APLICAÇÃO DE TÉCNICAS SEM VALA ABERTA CAPÍTULO 3


Quadro 3.1. Indicação das características da microtunelagem

Características da microtunelagem

Extensão 204,14 m

Inclinação da perfuração 1,00%

Profundidade do poço de ataque 13,60 m

Profundidade do poço de chegada 8,70 m

Material do casing betão

Diâmetro interno/externo do casing 1200/1500 mm

Material da conduta FFD

Diâmetro da conduta a instalar 600 mm

Recobrimento mínimo da perfuração 3,00 m

Figura 3.2. Perfil da microtunelagem

3.2.2. Pormenorização de aspectos construtivos

Como já referido anteriormente, esta não foi uma microtunelagem normal, começando pelos

poços de ataque e de chegada que chegaram a atingir os 13,60 e 8,70 metros de profundidade,

respectivamente. Os poços foram executados com uma geometria cilíndrica, recorrendo a

contenção provisória necessária para a realização dos trabalhos. Tanto as paredes da

contenção provisória como o fundo dos poços foram constituídos por colunas de jet-grouting

com 800 milímetros de diâmetro.

Após a execução das colunas de jet-grouting e posterior escavação dos poços, foram

executadas as lajes e anéis de fundo, os escudos de ataque e chegada e os maciços de reacção,

como se pode observar nas Figuras 3.3 e 3.4 que mostram as plantas dos poços de ataque e de

chegada antes de se iniciar a perfuração.


42

Figura 3.3. Planta do Poço de Ataque

Figura 3.4. Planta do Poço de Chegada

As dimensões dos poços de ataque e de chegada podem não ser iguais, sendo que o poço de

ataque terá de ter no mínimo uma dimensão superior à soma do comprimento da

microtuneladora ou do casing (o que for maior) mais o conjunto de macacos hidráulicos e

maciço de reacção. O poço de chegada terá de ter no mínimo a dimensão da microtuneladora

ou do casing (o que for maior) apenas para a sua remoção através de uma grua ou algo

similar. Neste caso, os poços de ataque e de chegada foram construídos com um diâmetro

interno aproximado de 10 e 6 metros, respectivamente, entre colunas de jet-grouting.

Após os trabalhos de perfuração, foram colocadas dentro dos poços as câmaras de descarga de

fundo (poço de ataque) e de chegada (poço de chegada) que foram constituídas por vários

elementos de betão pré-fabricado. Os vazios sobrantes entre as câmaras e a contenção

provisória foram preenchidos com material de aterro proveniente da escavação efectuada,

tendo-se procedido à selecção dos solos para obter uma adequada compactação.

Para a remoção dos solos escavados, a microtunelagem pode recorrer a vários processos,

desde o trado contínuo, as lamas bentoníticas e o vácuo. Nesta microtunelagem o processo



utilizado foi com o recurso às lamas bentoníticas. Dependendo das características do solo a

perfurar, a densidade das lamas tem de ser ajustada. A densidade é importante tanto para a

remoção dos resíduos como também para a contenção do furo imediatamente à frente da

microtuneladora. Para que as lamas sejam reutilizáveis, têm de passar por um processo de

reciclagem para a separação dos resíduos provenientes da escavação e das lamas que serão

novamente injectadas na perfuração. Na Figura 3.5 pode ver-se um esquema de utilização das

lamas bentoníticas no processo de microtunelagem e, também, o esquema do processo de

reciclagem.

Figura 3.5. Reciclagem das lamas bentoníticas na microtunelagem

Para além da remoção de resíduos da perfuração e da contenção do furo, a utilização das

lamas bentoníticas tem outra finalidade, a lubrificação da parede exterior dos casings que será

abordada de seguida.

3.2.3. Microtunelagem

Com a escavação e execução de todas as partes inerentes para o início da perfuração

concluídas, é altura da montagem de todos os equipamentos necessários e que se representam

esquematicamente na Figura 3.6.


44

Figura 3.6. Exemplo de estaleiro para a microtunelagem (adaptado de www.mts-p.de)

Como já referido, o processo utilizado nesta microtunelagem foi com recurso a lamas

bentoníticas para remoção dos solos escavados e lubrificação das paredes do casing. A

perfuração inicia-se então com a microtuneladora seguida do bloco de energia hidráulica. À

medida que este conjunto avança, por acção dos macacos hidráulicos que estão no poço de

ataque, são também introduzidos os troços de casing em betão (Figura 3.7) que, por sua vez,

comprimem a cabeça da microtuneladora até esta sair no poço de chegada.

As lamas bentoníticas têm três finalidades no processo de perfuração. A pressão hidrostática é

medida directamente na frente de escavação e contrabalançada com as lamas estabilizadoras

que são injectadas sobre pressão, facilitando assim a progressão da microtuneladora. Outra

função é o transporte do material escavado para o exterior, onde se situa o decantador que

realiza a separação das lamas e o material escavado, tornando-as assim num material

reutilizável. A terceira função consiste na lubrificação do casing através da injecção destas

por orifícios que se encontram em algumas secções que estão preparadas com estações de

injecção.



Figura 3.7. Inserção de uma secção de casing

Para a ligação de um novo troço de casing é necessário desligar todas as ligações que existam

no interior do túnel, tais como tubagens de carga e descarga de lamas bentoníticas, cabos

eléctricos ou outras ligações que existam à cabeça da microtuneladora, instalar então o casing

e refazer as ligações anteriormente desligadas.

As várias ligações referidas anteriormente e os pontos de injecção das lamas bentoníticas para

lubrificação estão visíveis na Figura 3.8, onde estão assinalados a verde a estação de injecção

e a cor de laranja os orifícios de injecção.

Figura 3.8. Interior do casing

As extremidades do casing possuem encaixe tipo macho/fêmea e são dotadas de um anel de

borracha. Ao encaixar duas peças, o anel é esmagado através das forças dos macacos

hidráulicos, garantindo assim a estanqueidade do casing. Na Figura 3.9 pode entender-se

melhor o mecanismo de vedação através do anel de borracha onde estão ilustrados alguns


46

exemplos de juntas. Por vezes também se podem selar os encaixes interiormente com uma

calda de cimento.

Figura 3.9. Pormenor das juntas entre casings

A duração dos trabalhos de ligação de um troço de casing, juntamente com o tempo

despendido com a perfuração em si, fez com que o total da perfuração dos 205 metros

demorasse aproximadamente um mês, fazendo com que o rendimento da perfuração fizesse

uma média de 10 metros por dia (8 horas de trabalho).

Após a perfuração totalmente realizada, passou-se à fase de introdução da conduta definitiva

em FFD. Assim sendo, os vários troços foram descidos até à base do poço de ataque (com

comprimento igual à largura do poço), e ligados entre si com kits de travamento. Para fazer

deslizar a conduta dentro do casing foram utilizados cintos com roletes (aplicados de dois em

dois metros), facilitando assim o deslize dentro do casing com o auxílio de um guincho

colocado no poço de chegada.

Na Figura 3.7 pôde observar-se o muro de betão que rodeia os macacos hidráulicos. Esse

muro é o conjunto de todos os blocos que formam o maciço de reacção. Depois de concluída a

perfuração e introdução da conduta definitiva, esse maciço é totalmente destruído, deixando

lugar para as câmaras definitivas que foram executadas em betão pré-fabricado. Podemos

observar a geometria e o pormenor do encaixe que irão constituir as câmaras de descarga

(poço de ataque) e de chegada (poço de chegada). Estas secções pré-fabricadas podem ser

visualizadas na Figura 3.10, onde se tentou representar as mesmas em imagem virtual, e na

Figura 3.11, está representado o pormenor de vedação das mesmas.



Figura 3.10. Câmaras pré-fabricadas de chegada (esquerda) e descarga (direita)

Figura 3.11. Pormenor de vedação das câmaras pré-fabricadas

Com a conclusão da aplicação de todas as secções das câmaras, procede-se então às ligações

da conduta à superfície. Pode visualizar-se na Figura 3.12 uma fotografia tirada da superfície

à câmara de descarga (poço de ataque).

Figura 3.12. Câmara de descarga (poço de ataque) concluída


48

Antes de colocar a conduta em funcionamento realizou-se uma pequena limpeza das

impurezas que se acumularam no interior da conduta, através de uma descarga controlada de

água à qual se adicionou cloro em quantidade superior ao normalmente utilizado.



3.3. Perfuração horizontal dirigida – Caso 2


Este estudo de caso é referente a uma travessia do rio Mondego, situada em Figueira da Foz,

efectuada através da técnica de perfuração horizontal dirigida para duas condutas em PEAD

DN400mm, com um desenvolvimento aproximado de 2x440 metros. As perfurações foram

realizadas perto da estação de caminhos-de-ferro e da ponte Edgar Cardoso, como mostra a

Figura 3.13, para a ligação da margem Norte à margem Sul inserindo-se na empreitada de

“Reformulação do Abastecimento de Água ao Sul do Concelho da Figueira da Foz –

Travessia do Mondego – Condutas Adutoras/Distribuidoras – Adenda 2”.


Na figura podemos ver identificados a cor de laranja a estação de caminhos-de-ferro e a

ponte, como referido no parágrafo anterior. A verde está marcada a localização dos pontos de

ataque (em cima) e de chegada (em baixo) assim como o percurso das duas perfurações sob o

rio Mondego.

No Quadro 3.2 indicam-se as características mais relevantes desta perfuração, acompanhadas

da Figura 3.14 onde se visualiza o seu perfil.


50

Quadro 3.2. Indicação das características da perfuração horizontal dirigida

Características das perfurações

Extensão 2 x 440,00 m

Inclinação da perfuração Variada

Profundidade do ponto de ataque ≈ 0,50 m

Profundidade do ponto de chegada 0,00 m

Material da conduta PEAD

Diâmetro da conduta a instalar 400 mm

Diâmetro do furo 600 mm

Figura 3.14. Perfil das perfurações


A perfuração horizontal dirigida é uma técnica conhecida por conseguir instalar novas

condutas sem abertura de vala e a partir da superfície. Não há a necessidade de executar poços

de ataque ou de chegada para a instalação do equipamento, mas é aconselhável realizar um

pequeno poço no ponto de ataque apenas para a restrição das lamas bentoníticas que são

utilizadas para o processo de perfuração e contenção do furo enquanto não é introduzida a

conduta. O poço retém as lamas para a aspiração e encaminhamento para o equipamento de

tratamento de lamas, para estas poderem voltar a ser reutilizadas, como se pode visualizar no

esquema de tratamento das lamas bentoníticas, na imagem seguinte.



Figura 3.15. Esquema de tratamento das lamas bentoníticas

Existem vários aspectos a considerar para o procedimento desta perfuração, desde o diâmetro

do alargamento, a velocidade de execução do alargamento e introdução da conduta, a

adaptação da densidade das lamas bentoníticas para o tipo de solo a escavar e o traçado do

furo em perfil.

Começando pelo traçado do furo em perfil, este é dividido em três secções. Na Figura 3.16

podemos ver o esquema representativo destas fases, sendo que o troço [AB] é denominado de

fase de aproximação, [BC] de curvatura constante e, finalmente, [CD] o traçado de saída.

Figura 3.16. Perfil tipo da perfuração

Dependendo das características do solo a perfurar, a densidade das lamas é ajustada. A

densidade é importante tanto para a remoção dos resíduos como também para a contenção do

furo, mantendo-o livre até a instalação da conduta. As lamas e a sua densidade estão

interligadas com a velocidade de execução do furo, do seu alargamento e da introdução da

conduta. Se a velocidade for muito elevada, pode não haver injecção de lamas suficientes para

suportar o solo envolvente e o túnel colapsar, e se a densidade não for a correcta o túnel pode

deformar dificultando assim a perfuração ou a introdução. Na Figura 3.17 pode ver-se a

exemplificação destes problemas.


52

Figura 3.17. Colapso e deformação da perfuração

Quanto ao diâmetro do alargamento do furo, é recomendado que o diâmetro seja 1,5 vezes o

da conduta, para facilitar a circulação das lamas e dos resíduos, e diminuir o atrito devido à

curvatura existente. A diminuição do atrito é importante para a diminuição da força exercida

pela máquina perfuradora. Para contribuir para essa diminuição do atrito, é normal colocar a

conduta previamente soldada sobre roletes e, quando a conduta é de material plástico, pode

preencher-se com água para criar peso adicional, fazendo assim com que a conduta no interior

do furo não flutue nas lamas bentoníticas exercendo atrito com a parte superior do furo.

Neste tipo de obras é comum introduzirem-se condutas de grande diâmetro e, consoante o

aumento de diâmetro, a parede do tubo aumenta para conseguir resistir às forças de tracção

exercidas pela máquina. Para que as soldaduras também resistam, é essencial que sejam

executadas com o maior profissionalismo e seguindo as especificações dadas pelo fabricante,

sendo aproximadamente as indicadas no quadro seguinte.

Quadro 3.3. Especificações de soldadura (ISTT, (2004))

Esp

essu

ra d

o t

ubo

(mm

)

Pré

-aquec

imen

to

Esp

essu

ra d

o b

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o

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o t

ubo

(mm

)

Dura

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Dura

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rem

oçã

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Dura

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de

jun

ção

(s)

Tem

po d

e

arre

feci

men

to s

em

pre

ssão

do t

ubo

(min

)

4-5 0,5 30-70 3-5 3-6 3-6

5-7 1 70-120 4-6 4-8 6-10

7-12 1,5 120-190 5-8 8-12 10-16

12-19 2 190-250 6-10 10-15 16-24

19-26 2,5 250-330 7-14 15-20 24-32

26-37 3,0 330-460 8-17 20-25 32-40

37-50 3,5 460-600 7-12 26-35 40-45



O conjunto necessário para efectuar uma soldadura é composto por várias partes, desde uma

máquina de estabilização das duas pontas do tubo a soldar, comandada por uma central que

regula o movimento de aproximação e afastamento das extremidades do tubo e também a

pressão de contacto necessária, por fim, uma caixa que contém o ferro de aquecimento e um

disco de aperfeiçoamento das arestas do tubo, para que o contacto das duas superfícies a

soldar seja perfeito. Este equipamento pode visualizar-se na Figura 3.18, onde se vê a central

(de cor vermelha) no lado esquerdo da fotografia, seguida da caixa onde se encontra o ferro de

aquecimento e o disco de aperfeiçoamento, e no centro da fotografia a máquina estabilizadora.

Nesta figura pode também ver-se uma série de soldaduras já realizadas e a conduta a ser

formada em cima de roletes, que servem tanto para facilitar posteriormente o seu arrastamento

como também para não ficar danificada no caso de ser arrastada sobre o pavimento.

Figura 3.18. Equipamento para soldadura topo a topo

O primeiro passo para realizar a soldadura é a ligação das pontas de dois tubos, seguida do

aperfeiçoamento das superfícies, para que o contacto seja o mais perfeito possível, e

respectiva limpeza. É então introduzido o ferro de aquecimento, que foi previamente ligado e

se encontra à temperatura desejada. Após o aquecimento, o ferro é retirado e, com a pressão

regulada na central, as duas superfícies encostam-se durante o período de arrefecimento

indicado, ficando a soldadura concluída.

Após uma breve explicação de alguns aspectos construtivos mais importantes, segue-se a

apresentação deste estudo de caso.

3.3.3. Perfuração Horizontal Dirigida

Para a adaptação de vários aspectos construtivos, iniciou-se a obra com uma campanha de

prospecção composta por 8 sondagens espaçadas entre si aproximadamente 30 metros. Estas


54

sondagens são essenciais para a escolha da cabeça de perfuração e calibração da densidade

das lamas bentoníticas.

Depois de todos os pormenores ajustados, inicia-se então a escavação do poço de ataque para

posteriormente posicionar a máquina de perfuração (Figura 3.19), que está munida com uma

cabeça de perfuração que se pode visualizar na Figura 3.20.

Figura 3.19. Máquina de perfuração horizontal dirigida (Prime Drilling)

Figura 3.20. Cabeça de perfuração utilizada



Para que se inicie a perfuração com a inclinação de projecto, a máquina começa a exercer

força de compressão e rotação, para que o seu traçado seja rectilíneo, e apenas de compressão

na orientação correcta da cabeça perfuradora, quando houver necessidade de realizar curvas.

À medida que a perfuração avança, com a adição de varas metálicas (Figura 3.21), a cabeça é

seguida por um receptor móvel, como se apresenta na Figura 3.22.

Figura 3.21. Varas metálicas

Figura 3.22. Sistemas de detecção por radar

Com este tipo de detecção, o emissor colocado na cabeça perfuradora transmite as

informações necessárias ao receptor para que a perfuração seja correctamente realizada.

Assim, o operador da máquina de perfuração sabe qual a profundidade da cabeça e qual a

posição horária da cabeça de perfuração. Apenas sabendo a posição horária da cabeça é que o

operador consegue realizar as curvas necessárias para aproximar o mais possível o traçado do

furo ao traçado de projecto. Na Figura 3.23 consegue perceber-se o funcionamento da

realização de curvas através da técnica de perfuração horizontal dirigida.


56

Figura 3.23. Conjugação de compressão e rotação

Ao finalizar o furo piloto, a cabeça perfuradora alcança o ponto de saída, sendo substituída

pelo reamer de alargamento, como se pode ver na Figura 3.24.

Figura 3.24. Reamer de alargamento

Para não exercer demasiada força na máquina, a conduta ainda não é introduzida neste passo.

Para isso, a seguir ao reamer de alargamento são adicionadas varas que servirão de guia para

a introdução da conduta.

Estando o alargamento finalizado, é acoplada então a conduta, com o auxílio de um segmento

que é encaixado nas varas metálicas, como se pode ver na Figura 3.25.



Figura 3.25. Adaptador da conduta

Com o adaptador ligado à conduta (formada pelos segmentos de tubo soldados) e ligado a um

reamer de limpeza, é então iniciado o processo de introdução da conduta dentro do furo.

Concluída a introdução da conduta, repetiu-se todo o processo para a implantação da segunda

conduta.

Após a introdução das duas condutas, seguiu-se a execução de todos os trabalhos inerentes à

ligação de ambas numa caixa de derivação, como se mostra nas seguintes figuras.

Figura 3.26. Condutas no ponto de chegada


58

Figura 3.27. Condutas no ponto de partida

Figura 3.28. Ligação das condutas dentro da caixa de derivação



Antes de efectuar as ligações, há que realizar a limpeza da conduta. Esta limpeza serve apenas

para retirar as pequenas impurezas que se acumulam enquanto a conduta não está ligada. Para

a sua realização, é necessário utilizar a técnica de limpeza flushing (descarga controlada de

água à qual se adiciona cloro em quantidade superior ao normalmente utilizado, mediante a

abertura controlada da ligação).


60

3.4. Pipe bursting e vala aberta – caso 3


Os trabalhos abrangidos neste terceiro caso consistem na aplicação da técnica de pipe

bursting, onde se irá manter o traçado das condutas existentes e também a aplicação de

condutas com vala aberta, onde o traçado das condutas existentes se irá alterar ou em novos

traçados necessários.

O estudo de caso refere-se apenas à substituição de um troço de conduta de fibrocimento por

uma conduta nova em PEAD com um desenvolvimento de aproximadamente 150 metros.

Esta intervenção foi efectuada na zona de Celas em Coimbra, mais propriamente na Rua

Virgílio Correia, como mostra a Figura 3.29, apenas na margem direita da mesma.


Os motivos principais que levaram ao avanço da empreitada, para além da garantia da

qualidade do serviço, foram a diminuição do número de roturas e consequentes interrupções

do fornecimento de água para reparação, como também a redução das perdas de água que

tipicamente são elevadas nas redes de fibrocimento.


Como já explicado anteriormente, optou-se por manter o traçado das condutas existentes de

modo a poder utilizar a técnica de pipe bursting para minimizar a abertura de valas, com

excepção das zonas onde foi efectuada uma correcção do traçado da rede, anulando uma

travessia existente.

Em toda a rua foram feitas várias sondagens para determinar o comprimento de conduta nova

a instalar. Foi então constatado que no comprimento total da rua (cerca de 240 metros) apenas

era necessário instalar conduta nos primeiros 150 metros, já que os restantes estavam em tubo

PVC e não haveria necessidade de os substituir. Tal representação é ilustrada na Figura 3.30.



Figura 3.30. Conduta a substituir (verde) e a manter (laranja) (adaptado de Google Earth)

A tubagem utilizada na substituição da conduta de fibrocimento foi o PEAD Ø90 da classe

1.0 MPa. A tubagem foi fornecida em rolos de 50 metros, o que diminuiu a necessidade de

realizar soldaduras.

Era então necessário substituir cerca de 150 metros de conduta de fibrocimento por PEAD,

decidindo-se para isso evitar a abertura de vala recorrendo à técnica de pipe bursting, o que

levaria a crer que seria um tipo de obra de abertura de dois poços de acesso nas extremidades

do troço e, posteriormente, introdução, mas não foi bem isso que aconteceu. Não por falta de

capacidade dos macacos hidráulicos que compunham a máquina de puxar, mas sim pela falta

de varas (a empresa que efectuou a obra possuía apenas 100 metros de varas, pelo que teve de

se executar os 150 metros em dois troços, sendo o primeiro de cerca de 95 metros e o segundo

na restante extensão).

Numa obra deste tipo é importante manter o abastecimento de água para os moradores da rua,

para isso foi necessário executar um by-pass para ligação de todos os ramais sempre que as

condutas existentes não o permitissem.

3.4.3. Acompanhamento da obra

Todo o trabalho começou após as sondagens com a abertura dos poços de acesso das

extremidades do troço, podendo ver-se a sua localização na Figura 3.31, também se realizou a

abertura de pequenos poços de acesso aos ramais dos prédios e outro para ligação de uma

travessia que abastecia o outro lado da rua. Todas estas escavações foram inevitáveis à

execução do by-pass necessário para que a rede de abastecimento de água continuasse em

funcionamento. O esquema de ligação do by-pass pode ser visto na Figura 3.32, assim como

um conjunto de fotografias do mesmo na Figura 3.33.


62

Figura 3.31. Localização dos poços das extremidades do troço (adaptado de Google Earth)

Figura 3.32. Esquema de ligação do by-pass

Figura 3.33. Ligações do by-pass



Analisando o esquema do by-pass junto com a Figura 3.33(a) pode ver-se o início da ligação

do by-pass através de três tubos em PEAD de menor diâmetro, que também se podem

visualizar na Figura 3.33(b) no poço da travessia da rua. Na Figura 3.33(c) apresenta-se um

exemplo de ligação a um ramal de um prédio e, finalmente, na Figura 3.33(d) vê-se o fim do

by-pass com a ligação deste à conduta que já não necessita de substituição.

Note-se que durante os trabalhos de ligação do by-pass o abastecimento de água foi cortado,

mas, para que os habitantes da rua não fossem apanhados de surpresa, foi afixado em todas as

entradas dos prédios um comunicado a avisar que haveria um corte do abastecimento durante

um determinado período de tempo no dia designado para a sua realização.

Após isto, o trabalho de substituição da conduta de fibrocimento foi iniciado com a colocação

da máquina que auxilia a técnica de pipe bursting. Esta máquina, que pode ser observada na

Figura 3.34, é composta por macacos hidráulicos que funcionam através de um grupo

hidráulico que também é visível na mesma figura.

Figura 3.34. Máquina de pipe bursting

Para iniciar o processo, são introduzidas na conduta de fibrocimento varas em aço maciço

roscadas entre si que percorrem a conduta velha com uma ponta arredondada (Figura 3.35).

Como o peso destas varas é elevado, a máquina que no fim as vai puxar auxilia o processo

empurrando as varas todas. Pode observar-se, em figuras anteriores, como por exemplo na

Figura 3.31, a capacidade de curvatura destas varas maciças. Uma vez introduzidos os 100

metros de varas que a empresa possui, fez-se uma medição com auxílio de uma roda de

medição, para calcular onde é que a ponta se encontrava. Para precaver algum tipo de erro de

medição, foi aberto um poço de acesso intermédio a 95 metros de distância. Depois de

encontrarem a conduta existente, esta foi partida para se verificar se as varas se encontravam

dentro desta e, estando confirmado, abriu-se o poço por completo para haver comprimento

suficiente para que o tubo pudesse executar o raio de curvatura e, posteriormente, fosse ali


64

colocada a máquina para efectuar o mesmo processo para o resto do troço (aproximadamente

55 metros).

Figura 3.35. Varas de aço maciço e ponta arredondada

Na Figura 3.36 observam-se os mecanismos que são acoplados às varas para a destruição da

conduta existente, nomeadamente o chamado rabo-de-bacalhau, que serve para cortar a

conduta e todas as braçadeiras que se encontrem nela instaladas, e a cabeça fragmentadora

que destrói a conduta e comprime os destroços contra o solo envolvente, deixando assim

espaço para que a conduta nova seja inserida.

Figura 3.36. Rabo-de-bacalhau (em cima) e cabeça fragmentadora (em baixo)



Para que se possa adaptar a conduta a todos os mecanismos atrás referidos, existe uma peça

metálica que possui um mecanismo de expansão que, ao ser enroscado, expande a ponta e

adapta-se ao tubo fazendo com que este exerça força de tracção para se “agarrar” à referida

peça. Pode ver-se este mecanismo já adaptado ao tubo na Figura 3.37.

Figura 3.37. Mecanismo de adaptação ao tubo

Pode observar-se na Figura 3.38 uma sequência de fotografias que ilustra o início da

introdução de todos os mecanismos, incluindo o tubo em PEAD.

Figura 3.38. Início da introdução do rabo-de-bacalhau + cabeça fragmentadora + tubo PEAD

Como já referido anteriormente, o tubo foi fornecido em rolos de 50 metros. Uma vez

concluída a introdução do primeiro rolo houve a necessidade de efectuar uma soldadura topo

a topo com outro rolo, processo que vai ser ilustrado de seguida, começando com a descrição

das características da soldadura utilizada neste tipo de material que se encontra no quadro

seguinte.


66

Quadro 3.4. Características da soldadura

Tipo de material PEAD classe 1.0 MPa

Diâmetro 90mm

Espessura 6,6mm

Temperatura de aquecimento 215ºC

Tempo de aquecimento 1 minuto e 20 segundos

Tempo de arrefecimento 14 minutos

Pressão de contacto 460 psi ou 31,7 bar

O conjunto necessário para efectuar a soldadura é composto por várias partes, desde uma

máquina de estabilização das duas pontas do tubo a soldar (Figura 3.39 (a)), comandada por

uma pequena central (Figura 3.39(b)) que regula o movimento de aproximação e afastamento

das extremidades do tubo e também a pressão de contacto necessária, e por fim uma caixa que

continha o ferro de aquecimento e um disco de aperfeiçoamento das arestas do tubo (Figura

3.39(c)) para que o contacto das duas superfícies a soldar seja perfeito.

Figura 3.39. Equipamento para soldadura topo a topo

O primeiro passo para realizar a soldadura é a ligação da ponta do tubo que está introduzido,

fazendo-se o mesmo com a outra ponta, como mostra a Figura 3.40(a). De seguida a

superfície a soldar tem de ser aperfeiçoada, mediante a utilização de um disco de corte (Figura

3.40(b)) que regulariza as superfícies para que o contacto seja o mais perfeito possível. Antes

de se proceder à soldadura é necessário limpar bem as superfícies a soldar com auxílio de

papel e acetona (Figura 3.40(c)). É então introduzido o ferro de aquecimento, que foi

previamente ligado e se encontra a cerca de 215ºC (Figura 3.40(d)), durante 1 minuto e 20

segundos, a uma pressão de cerca de 31,7 bar. Após o aquecimento, o ferro é retirado e com a

mesma pressão regulada na central as duas superfícies encostam-se (Figura 3.40(e)) durante

um período de arrefecimento de cerca de 14 minutos. Passado o tempo de arrefecimento, a

soldadura está completa (Figura 3.40(f)) e pode continuar-se com a introdução do novo troço

de conduta.



Figura 3.40. Processo de soldadura topo a topo

Estando o processo de soldadura concluído, a introdução do novo troço de conduta pode ser

continuada sem qualquer outro obstáculo, a não ser que exista a necessidade de outra

soldadura. Neste caso, houve essa necessidade, não para ligação de outro rolo mas sim por ter

existido um descuido associado aos trabalhos de “ajuda” no desenrolar do rolo. Para que não

houvesse problemas deste tipo, era necessário a empresa ter destacado para esta frente de obra

um desenrolador para o rolo de tubo. Como não existia um desenrolador, o desenrolar do rolo

de tubo teve de ser auxiliado através de trabalho manual, o que causou um vinco como se

pode ver na figura seguinte.

Figura 3.41. Vinco em tubo de PEAD


68

Para este tipo de acontecimento, a única solução é o corte do troço vincado e a realização de

uma nova soldadura. Assim sendo, realizou-se todo o processo já atrás descrito.

Com o aproximar da conclusão do troço, é de referir o cuidado que existe com este tipo de

maquinaria, desde o controlo da pressão dos macacos hidráulicos à limpeza das varas que se

iam retirando do tubo de fibrocimento. Na Figura 3.42, pode observar-se a chegada do rabo-

de-bacalhau e da cabeça fragmentadora ao poço de acesso. Como a máquina de puxar fica

muito próximo da ponta do tubo de fibrocimento, tem de se puxar o tubo de PEAD

recorrendo, neste caso, a uma corrente e uma retroescavadora que puxa o necessário para

fazer as ligações à conduta já existente.

Figura 3.42. Fim da introdução do primeiro troço

Após a realização deste troço, foi altura de passar para o troço final, como é representado na

Figura 3.43, onde se mostram os poços de acesso das extremidades e o intermédio que serviu

apenas de ponto de união.

Figura 3.43. Poços de acesso nas extremidades e intermédio



O procedimento repete-se e conclui-se a introdução da tubagem nova. A partir daqui os

trabalhos seguem com a ligação do tubo novo com o existente e ligações pontuais aos ramais

de cada prédio, sendo que para isso era necessário efectuar escavações pontuais como se pode

ver na Figura 3.44, onde também se vê uma ligação para um marco de incêndio.

Figura 3.44. Ligação a um ramal predial (esquerda) e marco de incêndio (direita)

Antes de efectuar as ligações, há que realizar a limpeza da conduta nova. Esta limpeza serve

apenas para retirar as pequenas impurezas que se acumulam enquanto o tubo não está ligado.

Para a sua realização, é necessário fazer a ligação ao ponto de água inicial e utilizar a técnica

de limpeza flushing (descarga de água com cloro mediante a abertura controlada da ligação).

Depois de realizada a limpeza é necessário finalizar as ligações e aterrar os poços e valas

abertas, usando para isso uma primeira camada de areia com 0,30 metros de espessura,

seguida da colocação de uma fita sinalizadora plástica, de cor azul, com uma largura mínima

de 0,20 metros, com a inscrição “atenção rede de água” e logótipo da entidade gestora. Por

fim aterra-se a parte restante da vala ou poço com areia, pó de pedra ou tout-venant regado e

compactado em camadas de 0,20 metros de espessura, até cerca de 0,30 metros do topo da

vala, sendo estes últimos 0,30 metros aterrados obrigatoriamente com tout-venant. Quando

acabado o aterro, vem a parte da repavimentação, seja em material betuminoso (estrada) ou

calçada (passeios).

3.4.4. Estudo económico

Neste subcapítulo irá apresentar-se um pequeno estudo económico de comparação entre a

técnica de pipe bursting e o método convencional de abertura de vala.

Antes de apresentar os valores comparativos das duas técnicas, salientam-se as vantagens e

desvantagens adjacentes a cada técnica. Como já referido no capítulo anterior, as grandes

vantagens da técnica de abertura de vala é a de não haver a necessidade de mão-de-obra muito


70

especializada e a possibilidade de se realizar qualquer tipo de obra em relação a diâmetro,

comprimento e material que se quiser utilizar. Em contrapartida, existe o custo adjacente à

movimentação de terras, que aumenta significativamente com a profundidade, e também os

custos de repavimentação, sendo que a combinação destes dois custos representam uma parte

considerável do orçamento total. O impacto ambiental é consideravelmente negativo,

associando-o às intervenções e ocupações do espaço público, níveis elevados de ruído e

vibração e interrupção da circulação pedestre e viária. Deve ser também referido o impacto

social que muitas vezes não é equacionado na tomada de decisão da técnica a utilizar.

Em relação à técnica de pipe bursting, a mão-de-obra, apesar de ter de ser mais especializada

que a de abertura de vala (para controlo dos macacos hidráulicos e das soldaduras), não fará

grandes diferenças no custo final e apresenta a grande vantagem de não ter de abrir e fechar

grandes comprimentos de valas, poupando nas parcelas de pavimentos, escavação e transporte

dos produtos sobrantes para aterro próprio.

Passando concretamente para o estudo económico, é de destacar a quantidade de orçamentos

que foram analisados e que englobam as duas técnicas, dessa análise retiraram-se os valores

descritos nos quadros seguintes, referentes a vários diâmetros e em tubo de PEAD.

Quadro 3.5. Valores de comparação de execução das técnicas – Ø90mm

PEAD

Ø90

Custo (€/m) Condutas

(%)

Repavimentação

(%)

Movimentação

Terras (%)

Repavimentação

+Movimentação

de Terras (%)

Individual Média Média Média Média Média

VA

LA

AB

ER

TA

38,03

40,57 9,70 34,60 55,70 90,30 35,69

46,47

42,07

PIP

E B

UR

ST

ING

20,30

31,53

52,55

20,75

70,00

39,50

8,88

8,70




PEAD

Ø110


(%)

Repavimentação

(%)

Movimentação

Terras (%)

Repavimentação

+Movimentação

de Terras (%)


VA

LA

AB

ER

TA

40,35

42,58 13,03 33,77 53,19 86,97 38,11

48,17

43,67

PIP

E B

UR

ST

ING

22,21

23,24

49,26

22,25

9,71

12,78


PEAD

Ø125


(%)

Repavimentação

(%)

Movimentação

Terras

(%)

Repavimentação

+Movimentação

de Terras (%)


VA

LA

AB

ER

TA

43,63

44,30 16,30 29,01 54,68 83,70

44,96

PIP

E

BU

RS

TIN

G 24,95

30,87

27,25

55,00

16,29


72


PEAD

Ø160


(%)

Repavimentação

(%)

Movimentação

Terras

(%)

Repavimentação

+Movimentação

de Terras (%)


VA

LA

AB

ER

TA

48,32

48,32 28,17 28,46 43,38 71,83

48,66

PIP

E

BU

RS

TIN

G

29,34

26,83

31,80

19,35


PEAD

Ø200


(%)

Repavimentação

(%)

Movimentação

Terras (%)

Repavimentação

+Movimentação

de Terras (%)


VA

LA

AB

ER

TA

55,50

54,65 29,68 25,81 44,51 70,32

53,80

PIP

E

BU

RST

ING

36,06

32,84

38,80

23,66




PEAD

Ø250


(%)

Repavimentação

(%)

Movimentação

Terras (%)

Repavimentação

+Movimentação

de Terras (%)


VA

LA

AB

ER

TA

61,53 31,43 23,76 44,81 68,57

PIP

E

BU

RS

TIN

G

46,02

34,84

23,66

Quadro 3.11. Valores de comparação de execução das técnicas – resumo

Valores médios

PE

AD

Ø90m

m

PE

AD

Ø110m

m

PE

AD

Ø125m

m

PE

AD

Ø160m

m

PE

AD

Ø200m

m

PE

AD

Ø250m

m

VA

LA

AB

ER

TA

Custo (€/m) 40,57 42,58 44,30 48,32 54,65 61,53

Condutas (%) 9,70 13,03 16,30 28,17 29,68 31,43

Repavimentação (%) 34,60 33,77 29,01 28,46 25,81 23,76

Movimentação de Terras (%) 55,70 53,19 54,68 43,38 44,51 44,81

Repavimentação +

Movimentação de Terras (%) 90,30 86,97 83,70 71,83 70,32 68,57

PIPE BURSTING (€/m) 31,53 23,24 30,87 26,83 32,84 34,84

Diferença de custos (%) 22,28 45,42 30,32 44,47 39,91 43,38

Nas figuras seguintes podemos observar melhor pela representação gráfica as tendências e

oscilações contidas nos valores médios dos quadros anteriores. Assim sendo, na Figura 3.45

podemos ver a representação gráfica dos valores do custo (€/m) da realização de uma obra

com a técnica de vala aberta para os diferentes diâmetros. Na Figura 3.46 vemos a

representação gráfica dos vários componentes referentes à técnica de vala aberta, tais como a

percentagem correspondente ao custo da conduta em si, à repavimentação e à movimentação

de terras. Na Figura 3.47 podemos observar a representação gráfica dos valores do custo

(€/m) da realização de uma obra com a técnica de pipe bursting.


74

Figura 3.45. Representação gráfica do custo da técnica de vala aberta consoante o diâmetro

Figura 3.46. Representação gráfica das percentagens das componentes da técnica de vala

aberta consoante o diâmetro

0

10

20

30

40

50

60

70

Ø90 Ø110 Ø125 Ø160 Ø200 Ø250

€/m

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ø90 Ø110 Ø125 Ø160 Ø200 Ø250

% do custo da conduta

% do custo da

repavimentação

% do custo da

movimentação de

terras

% do custo da

repavimentação +

movimentação de

terras

%



Figura 3.47. Representação gráfica do custo da técnica de pipe bursting consoante o diâmetro

Analisando então os valores médios, tanto pelas tabelas como pelos gráficos, podemos

observar que a técnica de vala aberta apresenta um custo crescente conforme o aumento do

diâmetro, o que seria de esperar. No entanto, o peso do custo dos pavimentos decresce com o

aumento do diâmetro da conduta instalada. Apesar de a área de pavimentos afectados

aumentar com o diâmetro, a própria conduta fica mais dispendiosa e, consequentemente, o

peso do custo dos pavimentos decresce. Em relação aos valores da movimentação de terras,

fazendo a mesma análise, nota-se uma pequena diminuição das percentagens, apesar de ter

oscilações. Também é importante salientar o que atrás já foi referido em relação aos valores

da movimentação de terras, visto que estes aumentam significativamente com o aumento da

profundidade, o que também pode influenciar e justificar estas oscilações.

Somando os custos de pavimentos com os da movimentação de terras, pode verificar-se uma

diminuição percentual à medida que aumenta o diâmetro da conduta, de acordo com o mesmo

sentido critico que foi utilizado para ambos os aspectos em separado. Verifica-se também uma

grande influência destes dois aspectos no peso final do custo, visto as percentagens atingirem

valores muito elevados, concluindo-se que o custo da conduta não é muito significativo.

Relativamente aos custos relacionados com a técnica de pipe bursting, seria de esperar que

fossem crescentes consoante o aumento do diâmetro da conduta a instalar, coisa que não se

observa, notando-se então algumas oscilações. Estas oscilações devem-se ao elevado número

de orçamentos que foram analisados e a uma enorme variabilidade de preços. Podemos

concluir isso analisando, por exemplo, os vários preços individuais no Quadro 3.5 referentes a

conduta de PEAD de 90 milímetros, onde o valor mais económico é de 8,70€ e o mais

dispendioso é de 70€, um aumento de cerca de 800%. Daí a análise ser realizada com o

máximo de valores possíveis para que o valor médio se aproxime o mais possível dos valores

reais.

Independentemente destas grandes oscilações, pode afirmar-se que, sempre que seja possível,

a utilização da técnica de pipe bursting é sem dúvida a mais económica, como podemos

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Ø90 Ø110 Ø125 Ø160 Ø200 Ø250

€/m


76

observar na Figura 3.48 através da representação gráfica dos custos da técnica de vala aberta e

dos custos da técnica de pipe bursting.

Figura 3.48. Representação gráfica do custo das técnicas de vala aberta e pipe bursting

consoante o diâmetro

Assim sendo, pode concluir-se que a técnica de pipe bursting está a tornar-se uma mais-valia

para as entidades gestoras. Trata-se de uma técnica mais económica, de mais rápida execução

e cria menos impactos aos utentes da via, reduzindo os problemas inerentes à abertura de vala

em pavimentos.


Neste capítulo foram desenvolvidos três estudos de caso envolvendo três técnicas diferentes.

Apesar de apenas um deles (caso 3 – pipe bursting) ter sido presencial, os outros dois foram

desenvolvidos através de fotografias, orçamentos, projectos de execução e desenhos

facultados pelas entidades gestoras bem como através da comunicação com os responsáveis

das obras já realizadas e em funcionamento.

Tentou-se ilustrar os mais variados passos e processos para a realização de cada técnica, o

mais pormenorizadamente possível, permitindo ao leitor desta dissertação ficar com uma

visão abrangente do que são estas obras. Apesar de se tentar dar uma ideia de tudo o que

engloba cada técnica, nem tudo foi referido em cada estudo de caso, visto que cada técnica

tem uma infinidade de pormenores e características que não seriam possíveis de descrever

neste capítulo.

Os dois primeiros estudos de caso (microtunelagem e perfuração horizontal dirigida),

referentes a obras que não foi possível acompanhar por já estarem realizadas quando se

iniciou esta dissertação, foram mais exigentes no que respeita à compreensão de todos os

processos envolvidos, mas a consulta dos elementos fornecidos e a troca de impressões com

os técnicos envolvidos na realização das obras acabou por produzir os resultados pretendidos.

0

10

20

30

40

50

60

70

Ø90 Ø110 Ø125 Ø160 Ø200 Ø250

Custo da técnica

de vala aberta

Custo da técnica

de pipe bursting

€/m



No terceiro estudo de caso (pipe bursting), como foi uma obra cuja execução pôde ser

acompanhada pessoalmente, acabou por ser mais fácil e entusiasmante transpor para o papel

aquilo que foi observado no terreno, de maneira a ser simples o entendimento dos passos e

processos mais relevantes para esta técnica. Por ser uma técnica mais comum que as outras

duas, conseguiu-se um razoável número de orçamentos, tornando possível a realização de um

pequeno estudo económico para dar aos leitores desta dissertação uma ideia dos custos da

técnica de pipe bursting comparados com a técnica tradicional de abertura de vala.

Em suma, verifica-se que a técnica de pipe bursting está a tornar-se cada vez mais

competitiva, não só a nível económico mas também pelo facto de reduzir significativamente

os impactos sociais inerentes à abertura de vala.


78

CONCLUSÕES GERAIS E TRABALHOS FUTUROS


4. CONCLUSÕES GERAIS E TRABALHOS FUTUROS

4.1. Síntese do Trabalho e Conclusões Gerais

A presente dissertação realizou-se com o objectivo primário de reunir técnicas de

implantação, substituição e reabilitação de condutas de água, embora muitas delas sirvam

também para condutas de outro tipo de serviços enterrados, passando por breves descrições

das mesmas. O segundo objectivo era identificar as técnicas mais utilizadas em Portugal e

fazer um estudo mais pormenorizado com a apresentação de estudos de caso.

Inicialmente ambicionava-se, também, realizar um estudo técnico-económico reunindo custos

das técnicas apresentadas, ideia que acabou por se abandonar devido à dificuldade em aceder

à informação necessária a esse estudo. Assim, acabou por se realizar apenas um pequeno

estudo económico da técnica que mais tem feito frente à técnica de abertura de vala que é a

técnica que utiliza o rebentamento da conduta a substituir, denominada de pipe bursting.

Para que os objectivos desta dissertação fossem alcançados, iniciou-se por uma fase de

pesquisa e conhecimento aprofundado sobre as técnicas de implantação, substituição e

reabilitação conhecidas, passando também pela compreensão do funcionamento e

pormenorização das mesmas.

Foram descritas as mais variadas técnicas de implantação, substituição e reabilitação de

condutas de água, elaborando-se, para cada uma delas, um quadro síntese onde se indicaram

vários aspectos, desde material, geometria, eficácia, vantagens e desvantagens. A ideia passou

pela reunião dos aspectos mais importantes para uma possível decisão da técnica mais

apropriada para implementar em determinada obra. Claro está que o aspecto económico (não

menos importante) não se encontra nestes quadros, mas o objectivo passa pela eliminação de

hipóteses das técnicas que não poderão ser utilizadas mediante algumas características

próprias da obra, ou por desvantagens que não interessarão à empresa ou entidade que

realizará determinada obra.

Para minimizar a interrupção de estradas, o que por vezes se torna muito incómodo, é

necessário aplicar, sempre que possível, técnicas que não causem tantas interrupções e, por

vezes, a redução dos níveis de qualidade de um pavimento, pois ninguém gosta de conduzir o

seu veículo por estradas danificadas, com buracos e remendos, por isso tentou-se que todas as

técnicas descritas tivessem um método característico passando pela não abertura de vala ao

longo do traçado correspondente, à excepção da própria técnica de abertura de vala.

Assim sendo, para além da técnica que recorre à abertura de vala, todas as outras tentam

diminuir esse efeito, passando apenas pela abertura de pequenos poços, para a instalação dos

equipamentos necessários ou para realizar as ligações provisórias aos utilizadores da rede (by-

pass).

No grupo de técnicas sem abertura de vala, encontramos os mais variados procedimentos.

Para o caso de se querer reabilitar uma conduta, existem técnicas que vão desde a simples

limpeza, à reparação localizada e também ao revestimento integral do interior. No caso da

substituição de condutas, existe um pequeno grupo de técnicas que trata da introdução de

condutas novas, com ou sem remoção da conduta existente. Também neste grupo se insere a


80

técnica que destrói a conduta existente utilizada apenas para servir de guia para a conduta

nova, que pode até ser de diâmetro superior ao da existente.

Se se quiser implantar uma conduta nova onde não existe nenhuma outra, existem também

técnicas especiais que conseguem perfurar a partir da superfície, ou recorrendo apenas à

abertura de poços de acesso.

Nesta dissertação apresentam-se, também, três estudos de caso identificando e

pormenorizando as técnicas mais utilizadas em Portugal.

Tanto a microtunelagem como a perfuração horizontal dirigida, como já referido

anteriormente, são técnicas de perfuração que conseguem realizar a implantação de condutas

novas onde não existe qualquer outra conduta. São técnicas normalmente utilizadas para

travessias de rios, de auto-estradas e de caminhos-de-ferro, por se tratar de passagens onde é

tecnicamente inviável proceder à abertura de vala. Para além de muitas diferenças ao nível de

funcionamento, aquilo que mais distingue as duas técnicas é a limitação de perfuração em

troços rectos e a necessidade de abertura de poços de ataque e de chegada, no caso da

microtunelagem, ou a possibilidade de perfuração a partir da superfície com traçados que

podem incluir curvas, no caso da perfuração horizontal dirigida.

O terceiro estudo de caso incidiu na técnica de introdução de conduta nova com a destruição

da existente, denominada de pipe bursting. Neste estudo de caso conseguiu-se realizar um

pequeno estudo-económico onde se concluiu que a técnica de pipe bursting se está a tornar

cada vez mais atractiva, face à técnica de abertura de vala, não só pela redução dos impactos

sociais inerentes à movimentação de terras devido à abertura e fecho de valas, mas também

pelo facto de ser mais vantajosa a nível económico.

4.2. Trabalhos Futuros

No decorrer desta dissertação procurou-se reunir as técnicas conhecidas de reabilitação,

substituição e implantação de condutas. Procurou-se, também, realizar estudos de caso para

maior pormenorização das técnicas mais utilizadas em Portugal, para tal efectuou-se um

estudo económico que apenas confrontou duas técnicas: a abertura de vala e o pipe bursting.

Neste contexto, sugere-se como trabalho futuro a adição de mais técnicas, com possíveis

actualizações e melhorias nos quadros realizados para cada técnica, que não deixam de ser

motivos de eliminação de variáveis para a escolha de uma técnica a utilizar.

Não poderá deixar de se sugerir, também, a realização de mais estudos de caso, para um maior

detalhe das outras técnicas, e, fundamentalmente, a realização de um estudo económico que

actualize os preços indicados nesta dissertação, mas também que englobe as outras técnicas.




Para finalizar, pode afirmar-se que os objectivos estabelecidos foram atingidos. Para além de

um estudo e descrição das técnicas de reabilitação, substituição e implantação de condutas,

apresentaram-se, ainda, descrições pormenorizadas das técnicas mais utilizadas no nosso País,

ilustrando os procedimentos envolvidos na realização e alguns pormenores adjacentes às

técnicas.


82

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS


5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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