O que é drenagem na construção civil?

Introdução

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

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

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

Tipos de Drenagem

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

Pode-se distinguir dois tipos importantes de redes de drenagem: as redes artificiais, construídas nas cidades pelo ser humano, e as redes naturais, compostas pelos rios e lagos. O ciclo da água no planeta depende fundamentalmente das chuvas, que caem sobre os continentes, ilhas e oceanos.  A água que cai pode ser acumulada (em poças, lagoas, represas, etc.), pode   infiltrar   no   solo, ou seguir   seu   curso, por   ação da gravidade (terreno abaixo). No último caso, a porção superior fica mais seca, de modo que podemos dizer que tal porção foi drenada, na medida em que a água escoou. Os locais (calhas, canos, canais, rios, córregos, etc.) que acomodam os fluxos de água de drenagem, quando estes seguem repetidamente o mesmo caminho, são ditos canais de drenagem.  Estes canais, quando interligados, formam necessariamente uma rede dendrítica, dita rede de drenagem. As redes de drenagem, portanto, dão o devido suporte e estabilidade à porção terrena do ciclo da água.

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Rede Artificial

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

Rede Natural

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

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

Projeto de Drenagem

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

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

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

Drenagem em Muros de Arrimo

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

Drenagem de Quadra de Esporte

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

Drenagem de Pisos Internos

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

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Sistemas de drenagem para captação de água

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

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

    Sistema de drenagem por captação de água direta

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

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

    Sistema de drenagem por captação de água vertical

    – Drenagem por gravidade:

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

    – Drenagem por vácuo:

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

    – Utilização de grandes diâmetros sob vácuo:

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

    – Drenagem por eletro-osmose:

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

    – Sistema de drenagem por captação de água horizontal:

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

    Tubo Corrugado

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

    Além disso, devido a superfície corrugada são estruturalmente fortes e tem característica de suportar grandes cargas. A estabilidade estrutural dos tubos decorre do seu formato técnico.

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

    Após o tubo ser instalado e enterrado no solo ele se acomoda de tal forma que a carga a que é submetido acaba sendo transferida também para o solo adjacente, aumentando em muito a sua resistência.DrenAgem (2)

    Tipos de tubos corrugados

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

    O tubo corrugado do tipo C tem uma grande variedade de tamanhos. Para menores diâmetros as  conexões   entre  tubos  são  feitas  por luvas e plugs.  Já nos diâmetros maiores as conexões são feitas com encaixes corrugados e fechados com reforços plásticos.  Há também os o-rings (anéis de borracha) utilizados nas conexões para garantir a fixação e a selar completamente. Esse produto é incrivelmente versátil. Seu maior consumo é voltado para a proteção de cabos elétricos principalmente em empresas de energia elétrica e de cabos de dados (telefonia, internet, etc.) em empresas  de  telecomunicações.  Mas também é utilizado para diversos tipos de drenagem como: recolhimento de lixiviados em aterros sanitários, drenagem superficial, recolhimento de esgoto e drenagem subterrânea.

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    Aplicações dos tubos corrugados

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

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

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

    Diferenças entre tubos flexíveis e rígidos

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

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

    Boas práticas de instalação e manejo dos tubos

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

    Durabilidade dos tubos corrugados em PEAD para drenagem

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

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

    Diferentemente dos metais, os tubos corrugados de PEAD são não condutores e não são vulneráveis à corrosão galvânica gerada pelo ataque eletroquímico.  Tubos de polietileno não são degradados por soluções muito ácidas (pH baixo) ou muito básicas (pH   alto),  sais  agressivos  ou  até  mesmo  corrosão quimicamente  induzida. Eles também são insensíveis  à  baixa  resistividade   do solo e  por  isso não  suscetíveis  à corrosão eletroquímica. Por essas propriedades os dutos corrugados de PEAD podem ser utilizados para a drenagem de efluentes  hostis, como chuva ácida, lixo ácido de minas, efluentes com grandes concentrações de sais, combustíveis e óleos de motor. O tubo corrugado em PEAD tem vida útil de 50 anos no mínimo, mas ela pode passar de 100 anos.

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