AECweb – Além do instalador, a quem serve o projeto de sistema predial hidráulico e sanitário?
Knipper - O projeto deve oferecer informações técnicas em profusão nos vários documentos que o compõe, de modo a satisfazer todos os intervenientes que dele farão uso, entre eles, os projetistas dos demais sistemas da edificação, durante o processo de engenharia simultânea ou de compatibilização; orçamentistas, durante as fases de planejamento da obra e levantamento de custos para execução; analistas, durante a fase de aprovação legal em companhias concessionárias e órgãos fiscalizadores; e os instaladores hidráulicos na etapa de execução da obra.
AECweb – Qual a abrangência dessas informações?
Knipper - Além do completo delineamento dos sistemas projetados nas plantas baixas correspondentes, o projeto deve contemplar um expressivo detalhamento desses sistemas prediais, seja através de ampliações em planta dos ambientes sanitários e respectivas vistas (os chamados ‘detalhes de esgoto’), ou mediante desenhos estereográficos – geralmente, na forma de perspectivas isométricas ou cavaleiras -, ou, ainda, das elevações de paredes com as tubulações em vista frontal. Devem constar detalhes construtivos específicos, como cortes esquemáticos de reservatórios, poços de drenagem e casas técnicas, e detalhes construtivos padronizados, como caixas de inspeção e suportes de tubulações. O projeto abrange, também, os esquemas verticais de água fria e quente - eventualmente incorporando as tubulações da rede de combate a incêndio por hidrantes - e os esquemas de esgoto sanitário e de águas pluviais.
AECweb – E o memorial descritivo?
Knipper - Já o memorial descritivo deve conter as informações adicionais não integrantes dos elementos gráficos do projeto, como a justificativa das soluções técnicas e dos partidos de projeto adotados. Tudo isso para não dar margem a dúvidas por omissão de informações durante a orçamentação e execução, evitando improvisos de obra, emprego inadequado de materiais e componentes que, com o tempo, podem originar manifestações patológicas em algum grau no sistema implantado. São ainda elementos constituintes de um bom projeto as especificações técnicas de materiais, especificações técnicas de serviços - caderno de encargos de execução -, relação de materiais - totalizada ou separada por etapas de execução – e, ainda, o manual de operação, uso e manutenção dos sistemas projetados.
AECweb - Há diferenças entre o projeto para um edifício corporativo e de um prédio residencial?
Knipper - Há diferenças substanciais. Estas tipologias de edifícios apresentam comportamentos bastante diversos, relacionados aos usuários dos ambientes sanitários, com duração e intervalos diferenciados dos respectivos períodos de pico de utilização. As edificações residenciais envolvem uso de chuveiros, banheiras, bidês, lavadoras de louças e de roupas, entre outros, não presentes em edifícios com finalidade comercial, e o projeto deve considerar tais características. Edifícios corporativos geralmente contam com manutenção preventiva, enquanto os residenciais, em geral, apenas corretiva. A prevenção permite mais alternativas de soluções não convencionais e adoção de recursos nos projetos, cuja manutenção exige pessoal mais especializado, como o recalque de esgoto por sistema a vácuo, bombas pressurizadoras de rotação variável com inversores de freqüência, e dispositivos de admissão de ar no sistema de esgoto.
AECweb – A medição individualizada de água é outra diferença?
Knipper - Sim, um edifício corporativo não requer medição individualizada de água para as várias unidades, como é atualmente o caso de edifícios residenciais. Em termos comparativos, para ambas as tipologias o sistema de distribuição de água é completamente diverso: na primeira, a distribuição é predominantemente vertical, com prumadas atendendo os diversos ambientes sanitários, enquanto na segunda, a distribuição é eminentemente horizontal, a partir dos hidrômetros das unidades condominiais.
Figura 1 – Distribuição convencional de água fria (esq.) e distribuição com medição individualizada (dir.)
AECweb - O projeto hidráulico para edifício de alto padrão é diferente daquele proposto para um prédio de moradias populares?
Knipper - A principal diferença está no enfoque desses dois perfis de edifícios: enquanto o de moradias populares está mais voltado para uma maior racionalidade e economia com os sistemas a projetar, o de alto padrão visa atender requisitos de conforto dos usuários. Ambos, entretanto, devem estar direcionados para a conservação da água nas edificações.
AECweb - O projeto hidráulico é específico para cada tipo de sistema construtivo empregado?
Knipper - Sim. O projeto hidráulico deve se adequar a cada sistema construtivo empregado, pois deve considerar as suas especificidades. O sistema drywall, por exemplo, requer uma fixação adequada das tubulações, particularmente as de água fria e quente, e favorece percursos verticais das tubulações, por apresentarem menos interferências físicas com montantes metálicos. Neste processo construtivo, o sistema de distribuição conhecido como ‘ponto a ponto’, com tubos de cobre flexível recozido ou de polietileno reticulado (PEX) envolvidos em tubos-luva de polietileno de baixa densidade, tem uma excelente aplicação.
Figura 2 – Sistema de distribuição ponto a ponto
Em edificações com alvenaria estrutural, as tubulações só podem correr embutidas dentro de blocos cerâmicos ou de concreto não estruturais, ou seja, apenas dentro de blocos não estruturais de paredes com função de vedação. Neste sistema construtivo a adoção de shafts em posições estratégicas é bastante conveniente.
Figura 3 – Shaft para prumadas em construção com alvenaria estrutural com tubulações embutidas em paredes de vedação não estruturais
Sistemas construtivos racionalizados contemplando blocos de vedação pré-cortados (de concreto, sílico-calcário, etc.) são mais compatíveis com o sistema de kits hidráulicos pré-montados e pré-testados à vedação, o que exige devida adequação na concepção e detalhamento específico na fase do desenvolvimento do projeto dos sistemas prediais hidráulicos e sanitários.
Figuras 4 e 5 – Blocos de concreto pré-cortados para construção racionalizada
Em lajes protendidas, pré-moldadas tipo tê ou pi, lajes mistas e lajes nervuradas, o projeto dos sistemas prediais de esgoto sanitário deve posicionar ralos secos e sifonados, e prever as passagens de tubulações verticais nesses elementos estruturais (travessias de ramais de descarga e ramais de esgoto de aparelhos sanitários, de tubos de queda e colunas de ventilação, etc.) em regiões que não interfiram com vigotas, nervuras e cabos de protensão. Isto, por vezes, requer o reposicionamento de aparelhos sanitários, cuja alteração de layout deve ser previamente ajustada com o autor do projeto arquitetônico.
Figura 6 – Ralo sifonado e travessias de tubulações verticais fora das nervuras de lajes pré-moldadas
Estes são apenas alguns exemplos ilustrativos da necessidade de adequação do projeto de sistemas prediais hidráulicos e sanitários às peculiaridades de cada sistema construtivo a empregar, o que requer flexibilidade e experiência do seu autor.
AECweb - Qual foi a evolução recente dos sistemas hidráulicos no país?
Knipper - Neste período ocorreu o advento de novos materiais para tubulações hidráulicas e sanitárias, a exemplo do polietileno reticulado (PEX), do polipropileno random (PPR) e do alumínio revestido, ainda dependentes de normalização nacional.
Figuras 7 e 8 -Tubo semi-flexível de alumínio com revestimento interno e externo de polietileno reticulado
Também surgiram novas versões das normas de água fria (NBR 5626:1998) e de esgoto sanitário (NBR 8160:1999), esta última trazendo inovações como a possibilidade de supressão da rede de ventilação secundária, mediante verificação da suficiência da ventilação primária, com base no dimensionamento das tubulações a partir de vazões hidráulicas e pneumáticas, obtidas por método probabilístico.
A atual norma de esgoto também permite o emprego de dispositivos de admissão de ar (válvulas de admissão de ar e sifões autoventilados) em substituição ao subsistema de ventilação convencional.
Figuras 09 e 10 – Válvula de admissão de ar
Figuras 11 e 12 – Sifão autoventilado
A versão em vigor da norma de água fria passou a exigir proteção sanitária contra refluxo em todos os pontos de utilização, e prevê o emprego de quebradores de vácuo atmosféricos e do tipo pressão, isolados ou combinados com válvulas de retenção apropriadas.
Figura 13 – Quebrador de vácuo tipo pressão
Figura 14 – Emprego de quebrador de vácuo tipo pressão em entrada afogada de reservatório
Entretanto, a evolução mais significativa verificada em anos recentes foi a radical mudança de paradigma no uso da água: o conceito de conservação de água nas edificações, que se desdobra, por um lado, no uso racional da água e, por outro, no aproveitamento de água de fontes alternativas em utilizações que não requerem água tratada, como descargas de bacias sanitárias, rega de jardins e lavagem de pisos.
Em consequência deste novo paradigma, surgiram tecnologias inovadoras como a oferta de equipamentos economizadores de água, a exemplo de torneiras de fechamento automático, mecânico ou eletrônico, torneiras dotadas de arejadores, restritores de vazão para chuveiros, lavatórios e bidês. Neste contexto insere-se a medição individualizada de consumo em condomínios.
Figura 15 – Restritor de vazão acoplado a engate flexível de lavatório
Para o emprego de água não potável nas edificações, estão disponíveis no mercado equipamentos que possibilitam o aproveitamento de água de chuva para fins não potáveis, como filtros mecânicos, tomada d’água flutuante, redutor de velocidade de fluxo e dispositivo para descarte automático da primeira água. A ABNT emitiu a norma NBR 15527:2007 versando sobre o aproveitamento de água de chuva nas edificações, que faz exigências quanto a sua qualidade sanitária para uso não potável.
AECweb – Qual a natureza das principais patologias apresentados pelos sistemas hidráulicos?
Knipper - As patologias apresentadas pelos sistemas prediais hidráulicos e sanitários são de naturezas bastante diversas. Não há levantamentos sistemáticos desses problemas em âmbito nacional, sendo conhecidos apenas resultados de investigações pontuais divulgados ocasionalmente em eventos técnicos do setor de sistemas prediais. Nestes trabalhos, as patologias mais frequentes têm sido aquelas associadas aos sistemas prediais de água fria e de esgoto sanitário, que, apesar de representarem menor risco do que as vinculadas ao sistema predial de gás combustível, costumam causar aborrecimentos e desconfortos aos usuários dessas instalações.
AECweb – Como essas patologias se manifestam?
Knipper - Essas patologias se manifestam, geralmente, na forma de uso deficiente de aparelhos sanitários por insuficiência de pressões e vazões; oscilações nas temperaturas de utilização em aparelhos sanitários providos de água quente; mau cheiro e/ou refluxos provenientes de desconectores acompanhados ou não de expelimento de espuma; ruídos provenientes do funcionamento das instalações prediais hidráulico-sanitárias; obstruções freqüentes em tubulações de esgoto; vazamentos em tubulações, entre outras.
AECweb – Quais são as principais patologias desses sistemas?
Knipper - Das muitas, menciono algumas:
- Ruídos, golpes de aríete, dificuldades de acionamento, vazamentos e/ou desperdícios de água na operação de válvulas de descarga de bacias sanitárias;
- Transmissão de vibração e ruídos na operação de bombas de recalque de água potável em edifícios altos;
- Água fria penetrando em tubulação de distribuição de água quente, e vice-versa, através de misturador de ducha manual com registros abertos e gatilho fechado;
- Degradação de tubulações de PVC expostas à incidência direta de luz solar;
- Acúmulo de ar em colos altos de trechos de tubulações de distribuição de água fria e quente conformando sifões;
- Extravasamento de água continuado a partir de tubulação de extravasão de reservatório superior, desaguando sobre o sistema de coleta de águas pluviais e desprovido de tubulação de aviso de extravasão;
- Desperdício de água e rompimento frequente de engates flexíveis em aparelhos sanitários de apartamentos de andares baixos em edifícios de múltiplos pavimentos;
- Períodos prolongados de desabastecimento da edificação durante operação de limpeza de reservatório elevado com câmara única (sem septo separador);
- Infiltração de água de lençol freático em subsolo com valas de drenagem colmatadas e desprovidas de manta geotêxtil;
- Desperdício permanente de energia devido a ausência ou falha de aplicação de isolamento térmico em tubulações de água quente;
- Retorno de espuma/refluxo de esgoto em ralos sifonados de unidades condominiais de pavimentos baixos em edifícios;
- Mau cheiro proveniente de ralos sifonados;
- Entupimentos frequentes em subcoletores e coletores prediais de esgoto;
- Empoçamento de pátios e áreas descobertas devido à redução da seção útil de ralos planos por manta de impermeabilização superficial da laje e sua proteção mecânica;
- Corrosão em trechos enterrados de tubulações de aço galvanizado de alimentador predial de água fria e da saída da rede de hidrantes para o hidrante de recalque de passeio;
AECweb – Quais as causas dessas patologias?
Knipper - As principais causas dessas patologias se devem a falhas na fase de elaboração do projeto (quase 50% de incidência); erros de execução (quase 30%); ausência ou insuficiência de manutenção; uso inadequado dos equipamentos sanitários; e falhas em materiais e componentes das instalações prediais. Tais números revelam, portanto, alarmante ocorrência de falhas sistemáticas na fase de projeto desses sistemas prediais e erros frequentes de execução. Em consequência, a prevenção contra o surgimento de patologias nos sistemas prediais hidráulicos e sanitários deve considerar as suas principais origens, ou seja, os respectivos projetos e execução. Projetos deficientes geralmente estão associados a falhas de concepção sistêmica, a erros de dimensionamento e ao proverbial descumprimento ou inobservância de prescrições legais, regulatórias e normativas, particularmente das normas técnicas correlatas da ABNT.
AECweb - Como evitar e como eliminar essas patologias?
Knipper - A eliminação de cada patologia manifesta no sistema hidráulico de uma edificação existente requer uma solução específica, depois de ser devidamente identificada e caracterizada, determinada a sua causa e previstas as suas consequências. Este trabalho geralmente resulta na emissão de um laudo técnico por um profissional especializado, que engloba a recomendação e o detalhamento das ações corretivas adequadas. Isto porque pode existir mais de uma solução para um dado problema, e somente um profissional experiente saberá prescrever a medida corretiva mais conveniente, considerando as peculiaridades da patologia e da própria edificação.
AECweb – Dê um exemplo...
Knipper - A eliminação do problema do retorno de espuma através de ralos sifonados das lavanderias dos apartamentos situados no 1º e 2º andares de um edifício alto, causado pelo fenômeno da sobrepressão, pode ser solucionada de diversas formas, sendo uma delas a mais indicada para o caso em questão:
- desligamento do ramal de esgoto do ralo sifonado do tubo de queda original e ligação em novo tubo de queda, devidamente ventilado, a ser instalado;
Figura 16 – Despejo de esgoto dos pavimentos afetados em tubo de queda separado
- instalação de tubo ventilador secundário em local adequado no ramal de esgoto da caixa sifonada;
Figura 17 – Inserção de tubo ventilador primário a jusante de ralo sifonado
- Instalação de dispositivo anti-refluxo na caixa sifonada convencional;
Figura 18 – Dispositivo anti-refluxo de caixa sifonada
- substituição das conexões da base do correspondente tubo de queda para atenuação da mudança brusca de direção do escoamento líquido;
Figura 19 – Conexões recomendadas e contra-indicadas para evitar retorno de espuma
Figura 20 – Joelho de 90° indesejável em base de tubo de queda conduzindo líquidos potencialmente geradores de espuma
- aumento da seção do subcoletor subsequente ao tubo de queda que recebe os despejos do ralo sifonado, por onde se dá o retorno de espuma;
Figuras 21 e 22 – Aumento da seção do subcoletor subsequente à base do tubo de queda
- adoção de caminho alternativo para o escoamento de ar associado ao escoamento líquido na base do tubo de queda (conhecido como jump);
Figuras 23 e 24 – Adoção de jump em base de tubo de queda
Figura 25 – Jump em base de tubo de queda
- instalação de tubo ventilador de alívio em local adequado na base do tubo de queda sujeito a sobrepressão ou no início do correspondente subcoletor; etc.
Figuras 26 e 27 – Ventilação da base do tubo de queda (esq.) e do início do subcoletor (dir).
AECweb - O sistema hidráulico pode ser tornar o vilão da acústica num edifício. Por quê?
Knipper - Há várias fontes de ruído provenientes dos sistemas prediais hidráulicos e sanitários numa edificação, nem todas de fácil identificação. Nas tubulações de distribuição de água fria podem ocorrem chiados decorrentes do escoamento em velocidades elevadas. Onde essas manifestações se mostram generalizadas, é provável que os trechos afetados tenham sido subdimensionados ou dimensionados para operar com velocidades elevadas, cujo limite anterior à vigência da versão de 1980 da NBR 5626 era de até 4 m/s (a versão em vigor limita a velocidade do escoamento em 3 m/s). Também podem ocorrer ruídos devidos ao escoamento decorrentes de turbulências formadas em conexões de mudança de direção, como cotovelos e tês, e durante a passagem da água em registros e válvulas com restrição local de seção do escoamento.
Figura 28 – Restrição local de seção do escoamento líquido em válvula de esfera (dir.)
Outra fonte de ruído está na ocorrência do chamado ‘golpe de aríete’, um transiente hidráulico onde há súbita conversão de energia cinética da água sob escoamento dinâmico em energia de pressão, devido à interrupção brusca desse escoamento.
Figura 29 – Fenômeno do golpe de aríete
O fenômeno dá causa a uma sequência de ondas mecânicas de sobrepressão e de depressão que se propagam por toda a rede associada de tubulações, com velocidades supersônicas (entre 900 m/s e 1200 m/s), e o ruído correspondente se transmite na forma de uma sucessão de pancadas secas. Isto ocorre com alguma freqüência em bacias sanitárias com válvulas flexíveis desreguladas quanto ao tempo de fechamento do processo de descarga. Também não é raro ocorrer em tubulações de recalque de água potável em razão do fechamento brusco de válvula de retenção.
AECweb – Quais as outras fontes de ruídos?
Knipper - Há os ruídos provenientes do escoamento livre (esgoto e águas pluviais) em tubos plásticos de parede estreita mau fixados, ou seja, com suportação deficiente, particularmente a partir de conexões de mudança de direção. É comum o ‘ronco’ durante a operação de fechamento de torneiras de bóia em reservatórios de água, decorrentes do fenômeno de ressonância pela formação de ondulações na superfície líquida. E, também, os ruídos na forma de silvos agudos durante a operação de fechamento de torneiras de bóia em reservatórios de água de bacias sanitárias com caixas de descarga acopladas. A transmissão de vibração de bombas pela correspondente tubulação de recalque se deve, geralmente, à fixação deficiente e ausência de dispositivos antivibratórios. Esses são alguns exemplos.
AECweb - Qual o papel da manutenção preventiva?
Knipper - A manutenção nos sistemas prediais hidráulicos e sanitários deve ser interpretada como uma ação programada preventiva de futuras patologias, e não como atividade corretiva ou reparadora de problemas observados, o que torna imperativo um rigoroso programa ou plano de manutenção periódica. Este programa exige uma metodologia adequada de operação, controle e execução, válida somente se os custos de implementação forem compensadores do ponto de vista econômico, em termos de benefícios proporcionados ao desempenho do edifício e, em particular, de seus sistemas prediais hidráulicos e sanitários.
AECweb - Qual a importância da etapa da instalação do sistema?
Knipper - De nada adianta um excelente projeto dos sistemas prediais hidráulicos e sanitários, devidamente desenvolvido, compatibilizado com os demais projetos do edifício e bem detalhado, se ele não for rigorosamente seguido durante a etapa de montagem ou execução na obra. Várias são as razões para isto, destacando-se a impossibilidade de instalação devido à interferência física com elementos de outros sistemas da edificação, geralmente por falta de compatibilização adequada na fase de projeto. Este é o caso da mudança de posição de uma coluna da rede de hidrantes no hall devido à interferência com um quadro elétrico, por exemplo.
AECweb – Há outras situações em que o projeto é ignorado?
Knipper - Sim, especialmente a instalação ignorar as correspondentes especificações técnicas e substituir materiais e componentes previstos em projeto por outros diversos, em geral de menor custo ou com disponibilidade imediata no mercado fornecedor à época da aquisição. Não se deve aceitar, sob nenhuma hipótese, as chamadas práticas condenáveis de execução, entre as quais o aquecimento de tubulações plásticas para curvá-las ou promover abertura de bolsas nas extremidades, por exemplo.
Figuras 30 e 31 – Curvas praticadas em tubulações plásticas mediante aquecimento indevido
AECweb – Como contratar bem uma empresa de instalação?
Knipper - É de suma importância o acompanhamento da execução por profissional especializado, dotado das atribuições de fiscal. Este profissional deve ser experiente no conhecimento de técnicas construtivas, dos materiais, equipamentos e componentes dos sistemas a instalar, e ter facilidade de interpretação dos projetos, interagindo com o autor quando necessário. Sua importância é ainda maior no caso de contratação de empresa instaladora terceirizada. Neste caso, a melhor medida a tomar antes da contratação dos serviços é visitar algumas obras em execução e recém terminadas pela empresa candidata, para verificar a qualidade do serviço. Nessas visitas é fundamental obter referências e testemunhos dos contratantes sobre a satisfação quanto aos serviços realizados, entre outros cuidados de ordem legal, jurídica e comercial.
Redação AECweb
Colaborou para esta matéria:
Sérgio Gnipper
- Engenheiro Civil (1981 - Escola de Engenharia Mauá). Sócio-diretor Gnipper e Eng. Assoc. S/C Ltda. – Curitiba – PR: projetos, laudos técnicos e consultoria em Sistemas Prediais Hidráulico-Sanitários, Combate a Incêndio, Gases GN/GLP, Saneamento Básico e Gases Medicinais. Mestrando em Engenharia Civil pela FEC-UNICAMP.
Tem participação em 32 cursos de atualização de curta duração e 16 eventos técnicos (congressos, simpósios e seminários). É instrutor-facilitador do treinamento técnico Residência Técnica em Projetos de Construção Civil - Instalações Prediais Hidráulico-Sanitárias e de Prevenção contra Incêndios - IDPA Instituto de Desenvolvimento Profissional Avançado - Curitiba – PR – 2001 e 2002.
Instrutor do curso Fundamentos de Projetos de Instalações Prediais Hidráulico-Sanitárias - AltoQi Tecnologia em Informática 2004-2006. Professor de Patologias em Sistemas Hidráulicos Prediais para pós-graduação lato sensu Patologia nas Obras Civis – Universidade Tuiutí do Paraná 2006-2007 e ESEEI-IDD Curitiba 2009. Professor de Perícias e Patologias em Sistemas Hidráulicos Prediais para pós-graduação lato sensu Engenharia de Avaliação de Bens e Perícias – Instituto PHD – Instituto Keynes – CESUMAR Centro Universitário de Maringá – Maringá – PR – 2007. Instrutor em 7 cursos de atualização de curta duração entre 1984 e 2009 – 7 palestras técnicas. Tem trabalhos publicados em ENICs 1993-1996 pelo Sinduscon-PR. Consultor da AltoQi Tecnologia em Informática Ltda. - software AltoQi Hydros. Autor dos cursos por Ensino à Distância QiSat: Instalações Prediais de Água Fria, Água Quente, Esgotos Sanitários e Águas Pluviais para AltoQi/MN Tecnologia e Treinamento – Florianópolis SC.
http://www.aecweb.com.br/projeto-hidraulico-ou-a-busca-da-excelencia/tematicos/artigos/1826/6
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