Os principais objetivos da melhoria do desempenho sísmico das tubulações de abastecimento de água são dois: o primeiro é garantir a capacidade de transmissão de água, evitando grandes perdas de pressão, de forma a possibilitar o abastecimento de água para combate a incêndios e instalações críticas em caso de emergência; o segundo é minimizar os danos à tubulação para facilitar o reparo rápido. Em outras palavras, diante de desastres sísmicos, um sistema de abastecimento de água deve apresentar maior adaptabilidade.
Prevenir rompimentos na rede de distribuição de água é essencial para manter o funcionamento normal do sistema de abastecimento de água. O sistema de tubulação PE4710 (equivalente ao PE100) apresenta a menor probabilidade de ruptura e vazamento de qualquer tubulação de água, contribuindo para atingir todos os objetivos mencionados.
A propagação de ondas e a deformação permanente do solo são as principais causas de danos em dutos enterrados. Devido à presença de força axial e tensão de flexão, o movimento do solo leva a deformações axiais e de flexão no duto. Materiais com alta rigidez (alta tensão admissível) geralmente têm capacidade limitada de deformação. Os materiais dúcteis, como o polietileno (PE) (baixa tensão admissível), apresentam boa capacidade de deformação e tenacidade.
A capacidade sísmica de um sistema de dutos reflete sua adaptabilidade à deformação da superfície. Tremores sísmicos ou a propagação de ondas sísmicas podem causar deformações no solo suficientes para danificar até mesmo os tubos mais vulneráveis. Rachaduras em falhas geológicas, deslizamentos de terra, transformação do solo em lama e o consequente assentamento e/ou espalhamento lateral, subsidência e soerguimento do solo podem causar deformações ainda maiores, resultando em danos a grandes áreas de dutos enterrados. A Tabela B-1 lista dados de deformação do solo observados em todo o mundo devido à deformação permanente do solo.
Tabela B-1 Deformação do solo observada devido à deformação permanente do solo
A faixa de deformação do solo necessária para tubulações situa-se entre 0,05% e 4,5%. Em um relatório de 2008 do Instituto Americano de Pesquisa de Energia Elétrica (EPRI), foram apresentadas as medições da capacidade de deformação do material PE4710. A uma temperatura de 10 °C (50 °F), a deformação média de escoamento à tração do tubo de PE4710 é de 9,9%, enquanto a deformação média de ruptura à tração é de 206%. O tubo de polietileno se moverá em resposta ao movimento do solo, em vez de resistir a cargas que poderiam causar a ruptura de tubos rígidos ou frágeis. Na maioria dos eventos sísmicos, o tubo de polietileno de alta densidade (PEAD) soldado (soldado) se curvará, mas não se romperá ou se separará (conexão sem vedação), mantendo assim o abastecimento normal de água. Deve-se observar que todas as conexões de tubos de PE com outras estruturas, instalações auxiliares e componentes podem estar sujeitas a cargas diferenciais mais elevadas. A conexão dessas partes deve ser cuidadosamente planejada e projetada para reduzir o risco de ruptura.
A deformação de escoamento à tração do tubo PE4710 é aproximadamente o dobro da deformação do solo causada pela magnitude máxima observada, e a deformação máxima do PE4710 é mais de 40 vezes superior à deformação máxima do solo. O desempenho obtido pelo cálculo teórico é consistente com o uso de tubulação de polietileno em terremotos. A tubulação de abastecimento de água de PEAD soldada apresentou bom desempenho durante o terremoto. A Tabela B-2 apresenta observações parciais de terremotos ocorridos no Japão (Omuro e Himono, 2018).
Tabela B-2 Dados observados durante terremotos anteriores no Japão
O desempenho sísmico das tubulações deve ser avaliado, incluindo resistência, capacidade de deformação axial, raio de curvatura admissível, resistência das juntas, estabilidade e condição atual da tubulação. Uma vasta experiência sísmica demonstra que as tubulações principais de abastecimento de água em PEAD, de acordo com as normas da série ASTM, podem manter a operação normal sob a maioria das condições de carga sísmica. Quando os requisitos de desempenho sísmico da tubulação principal de abastecimento de água são elevados, deve-se considerar o uso de tubos de PEAD soldados, pois o desempenho sísmico desses tubos é mais confiável, e eles podem se adaptar às diferentes deformações do solo geradas por terremotos, mantendo a operação normal.
CHUANGRONGis a share industry and trade integrated company, established in 2005 which focused on the production of HDPE Pipes, Fittings & Valves, PPR Pipes, Fittings & Valves, PP compression fittings & Valves, and sale of Plastic Pipe Welding machines, Pipe Tools, Pipe Repair Clamp and so on. If you need more details, please contact us +86-28-84319855, chuangrong@cdchuangrong.com, www.cdchuangrong.com
Data da publicação: 06/03/2025
