Xviii seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétrica sendi 2008 06 a 10 de outubro



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XVIII Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétrica


SENDI 2008 - 06 a 10 de outubro

Olinda - Pernambuco - Brasil




ANÁLISE DE IMPACTOS MECÂNICOS EM MATERIAIS IMPERMABILIZANTES EMPREGADOS SOB O SOLO EM PÁTIOS DE SUBESTAÇÕES ELÉTRICAS





Ana Lucia Torres Seroa da Motta

Henrique de Oliveira Henriques

Júlio César Ragone

Diogo Enoque Ferreira de Lima

UFF

UFF

Cia Força e Luz Cataguazes Leopoldina

UFF

anaseroa@yahoo.com

rique@vm.uff.br

jragone@energisasolucoes.com.br

diogo.urb@gmail.com

Palavras-chave

Coberturas Isolantes;

Impermeabilização;

Malhas de terra;

Resistência à perfuração e à abrasão.


Resumo

Este trabalho apresenta os resultados de ensaios laboratoriais para verificar a resistência mecânica e a capacidade impermeabilizante de materiais, a serem instalados sob a camada de brita, com o objetivo de inibir o crescimento de vegetação, que podem por em risco a segurança das pessoas que transitam em pátios de subestações do Sistema Cataguazes Leopoldina. Foram selecionados: geomembrana, filme plástico transparente e lona impermeabilizante. Os materiais foram testados com relação (i) à compressão axial; (ii) à tração por compressão diametral; (iii) ao envelhecimento acelerado por Na2SO4; (iv) à absorção por capilaridade; (v) à resistência ao calor e perda ao fogo; (vi) à resistência a pressão efetuada por material pontiagudo. Os resultados demonstraram que a geomembrana oferece melhor resistência ao impacto, entretanto o seu custo corresponde a 1000 (mil) vezes o custo das lonas investigadas. O filme plástico transparente demonstrou grande resistência a impactos, custo razoável, mas sua transparência permite a passagem da luz solar, facilitando o crescimento da vegetação no solo. As lonas plásticas possuem melhor custo, mas são frágeis quando comparadas a geomembrana. Uma avaliação custo-benefício indicou o uso de dois materiais concomitantemente.


1. Introdução

São inúmeras as possibilidades e opções de materiais que podem ser aplicados sobre a terra natural para funcionar como impermeabilizante. No primeiro momento buscou-se no mercado produto utilizado para impermeabilização, os quais pudessem se adequar às necessidades apresentadas. Nesta fase do projeto levou-se em consideração: dimensões da área a ser impermeabilizada, aproximadamente 2000 m2; facilidade de instalação e remoção do material impermeabilizante; o custo por metro quadrado; características físicas do produto (dimensões); composição química do material (se possui herbicida em sua composição); propriedades mecânicas (especificações do fabricante e testes realizados em laboratório).



Dentre os materiais analisados observou-se a espessura, as dimensões, a elasticidade e o preço por metro quadrado para o processo de seleção dos produtos a serem testados. A tabela 01 abaixo apresenta a lista dos materiais selecionados para testes.

Tabela 1 – Materiais selecionados




Materiais testados

Espessura

Largura

Comprimento

Custo/m²

 I.a

Geomembrana
















Terlin geo T 40 preto (PVC)

1000 µm

1,8 m



R$ 10,02

I.b

Filme plástico
















Vulcan (filme plástico transparente)

150 µm

1,4 m



R$1,54

I.c

Lonas impermeabilizantes
















Sani do Brasil (Lona preta PEAD)

200 µm

4 m

50 m

R$ 0,82




Paganini (Lona plástica preta)

100 µm

4 m



R$ 0,45




Contratante (Lona plástica preta)

N.E1.

N.E.

N.E.

N.E.

Geomembrana

O produto Terlin Geomembrana é um filme de PVC atóxico em todas as versões desenvolvidas para impermeabilização de superfícies lisas. Ele pode ser soldado em painéis, possui grande maleabilidade, alta resistência à punção, excelente resistência mecânica e alta impermeabilidade. A tabela 02 apresenta algumas de suas propriedades. Pode ser encontrado em duas versões: Geo Standard, e Geo Premium.



Tabela 02 – Característica do Terlin Geomembrana




Geo Standard

Terlin Geo Premium




Espessura (± 5%em mm)

0,42

0,510

0,76

Tensão de Ruptura (kN/m)

3,0

8,4

12,8

Alongamento de Ruptura (min. em %)

180

360

380

Largura máxima (m)

1,80

1,80 m

1,80 m

Comprimento (m)

202,00

202,00 m

150,00 m

Embora seu custo por m² seja 10 vezes maior que o custo por m² das lonas plásticas decidiu-se por incluí-lo nos produtos analisados.

Filmes plásticos diversos

São fabricados com polietileno de baixa densidade, polipropilenos ou etilenos acetatos de vinila, cujos materiais de uso final (filmes plásticos) podem ser encontrados em diversas graduações, variando a espessura e a densidade. Para estes testes foi selecionado um filme plástico transparente fabricado pela Vulcan.

Lonas impermeabilizantes

Encontra se no mercado, como ocorre com os filmes plásticos, lona de diversas gramaturas, densidades e constituídos de materiais diferentes. Para estes testes foi utilizada uma das lonas plásticas fabricadas pela Sani do Brasil, uma fabricada pela Paganni e outra fornecida pelo contratante. Do ponto de vista do preço do material a lona plástica foi considerada a mais apropriada. Ela demonstra, além do seu baixo custo, ter boa resistência a passagem de água.
2. Desenvolvimento

NORMAS BRASILEIRAS E TESTES REALIZADOS.

Os testes realizados em laboratório foram baseados em normas brasileiras e internacionais. Como não foram encontradas normas especificas para investigar o cenário descrito no projeto, algumas normas tiveram que ser adaptadas e dois testes foram desenvolvidos pela equipe do laboratório de conforto ambiental e argamassas.

A norma brasileira NBR 9952 que é utilizada pela industria para ensaios relativos à espessura, absorção de água, flexibilidade à baixa temperatura (zero graus, sem trincas), resistência ao impacto (sem perfuração), estanqueidade (sem vazamentos), tração longitudinal (mínimo de 400 N), alongamento longitudinal (mínimo de 30 %), tração trans. (mínimo de 400 N), alongamento trans. (mínimo de 30 %), escorrimento a 90 C (deve ser negativo) a qual não foi considerada pertinente. Ela trata unicamente de mantas asfálticas. Trata-se de material que embora tenha sido considerado inicialmente, seu método de aplicação e sua propriedade o levou a ser descartado.

A norma brasileira NBR 5738/94 - Moldagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto. Com base nesta norma, prepararam-se os corpos-de-prova dos ensaios de tração, de compressão e de absorção de água.

A norma brasileira NBR 7215/96 – Determinação da resistência a compressão. Como esta norma foi elaborada para cimento Portland, foram feitas adaptações para utilizá-la para testar a lona plástica.

A norma brasileira NBR 7222/93 – Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos-de-prova cilíndricos. Para utilizar esta norma foi necessário adaptá-la as demandas do projeto, pois foi elaborada para testar argamassa e concreto.

A norma brasileira NBR 9779/95 – Determinação da absorção de água por capilaridade. Esta norma também foi elaborada para testar argamassas e concreto endurecido, logo neste trabalho, foram feitas adaptações para testar a influência da lona plástica nos corpos-de-prova.

A norma italiana 11/85 – Foi empregada juntamente com a NBR 9779/95 no ensaio de absorção de água por capilaridade. Foram feitas as adaptações necessárias para o projeto.

2.1 Ensaios realizados nos materiais escolhidos

Segue uma descrição da elaboração dos corpos-de-prova e dos testes realizados no laboratório de conforto ambiental e argamassas.

2.1.1 Elaboração dos corpos-de-prova.

Alguns testes utilizaram corpos-de-prova cilíndricos elaborados em formas metálicas com 50 milímetros de diâmetro e 100 milímetros de altura(Figura 2). Os corpos-de-prova cilíndricos foram elaborados com argamassa de cal e cimento com traço 1:1:32, e com uma relação água/cimento determinada pelo teste do “flow table” (NBR 7215/96), veja Figura 3. Outros testes, conforme descrito adiante, foram realizados em amostra de material com 100 milímetros por 100 milímetros (Figura 4), e círculos com diâmetro de 100 milímetros. A exceção se deu com o teste em escala 1:1 o qual utilizou amostras maiores, isto é, com amostras de 3000 milímetros por 3500 milímetros. No caso dos corpos-de-prova cilíndricos, foram inseridos dois tipos de amostras da lona plástica da Paganini com o objetivo de avaliar sua influência quanto à: aplicação de esforços mecânicos, capilaridade de águas subterrâneas, e agressividade inerente às mudanças climáticas. Nos corpos-de-prova intitulados horizontais elas foram cortadas em círculo com cinco (5) centímetros de diâmetro e colocadas no interior. Já nos corpos-de-prova verticais, elas foram cortadas no formato de um retângulo de três (3) centímetros por quinze centímetros e colocadas no sentido do eixo maior do corpo de prova (Figura 1).

2.1.2 Resistência à compressão axial

Este ensaio mediu a influência da colocação de lona plástica na resistência à compressão de corpos-de-prova, além do seu módulo de elasticidade. Neste caso, foram ensaiados dez (10) corpos-de-prova, sendo quatro (4) padrão e seis (6) horizontais com a lona plástica cortada em círculos no seu interior. Sobre os corpos-de-prova é aplicado um nível de pressão objetivando estabelecer, qualitativamente, sua resistência, obedecendo-se os critérios estabelecidos na NBR 7215/96. No caso da resistência a compressão axial, a pressão é aplicada sobre seu eixo maior conforme se observa na Figura 5 e na Figura 6.






Figura 1 Elaboração dos corpos-de-prova

Figura 2 Preenchimento de formas





Figura 3 Flow table

Figura 4 Amostra lona Sani (10cmx10cm)





Figura 5 Compressão axial

Figura 6 Corpo de prova rompido

Os resultados destes testes estão descritos no item 2.2.1.

2.1.3 Resistência à tração por compressão diametral

Este ensaio obedece aos critérios estabelecidos na NBR 7222/94 e objetiva medir a influência da colocação de lona plástica na resistência à tração por compressão diametral dos corpos-de-prova. Foram ensaiados nove (9) corpos-de-prova, sendo três (3) padrão e seis (6) verticais com a lona plástica retangular em seu interior (Figura 7). Desta vez a pressão é aplicada no sentido do seu diâmetro (Figura 8).






Figura 7 Amostra de lona plástica

Figura 8 Compressão diametral

Os resultados destes testes estão descritos no item 2.2.2.

2.1.4 Envelhecimento acelerado com Na2SO4

Este ensaio objetiva simular a ação das intempéries (ciclos seco-úmido, eflorescências salinas, gelo-degelo) sobre os materiais, fazendo-se uma adaptação dos procedimentos descritos pelo Núcleo de Tecnologia da Preservação e Restauração (NTPR/LNEC). E aprecia qualitativamente (por observação visual) as alterações sofridas pelos materiais quando submetidos alternadamente a imersões numa solução saturada de sulfato de sódio (Figura 9), seguidas de secagem em estufa a sessenta graus Celsius. Chama–se a atenção para o fato dos resultados do ensaio diferirem substancialmente se forem utilizadas outras soluções como, por exemplo, o sulfato de magnésio.

Os resultados destes testes estão descritos no item 2.2.3.









Figura 9 Solução saturada de sulfato de sódio

Figura 10 Corpos-de-prova no recipiente sobre suportes

Figura 11 Recipiente tampado

2.1.5 Absorção por capilaridade

Este ensaio consiste em verificar nas amostras a quantidade de água absorvida por capilaridade em função do tempo em que são mantidas junto à água. A absorção está intrinsecamente relacionada com a porosidade do material ensaiado, ou seja, a quantidade de vazios existentes e a dimensão dos poros. Este ensaio está baseado na NBR 9779/95 e na norma italiana nº11/85. As lonas plásticas foram inseridas nos corpos-de-prova conforme descrito no item 2.1.1 para avaliar a influencia delas na quantidade de água absorvida por capilaridade.

A absorção de água por capilaridade (C) deve ser expressa em (g/cm²) e calculada dividindo o aumento de massa (A-B) pela área da seção transversal da superfície do corpo-de-prova (S) em contato com a água, conforme se observa na Figura 10 de acordo com a seguinte equação:

, onde:


C

absorção de água por capilaridade

(g/cm²)

A

massa do corpo-de-prova que permanece com um das faces em contato com a água durante um período de tempo especificado

(g)

B

massa do corpo-de-prova seco, assim que atingir a temperatura de 23°C 2 ºC

(g)

S

área da seção transversal em

(cm²)

Os resultados destes testes estão apresentados no anexo 04 e discutido no item 2.2.4.

2.1.6 Resistência ao calor e perda ao fogo

Verifica a resistência ao calor obedecendo-se os procedimentos adotados pelo NTPR (Núcleo de Tecnologia da Preservação e Restauração) e adaptados ao projeto. Amostras com 10cm x 10cm dos materiais investigados são colocadas na estufa a uma temperatura inicial de 60 graus Celsius. Lá permanecem por 24 horas. Depois são retiradas e permanecem ao ar livre por mais 24 horas para esfriar. O ciclo se repete por 6 (seis) dias. Em cada novo ciclo aumenta-se em 20 graus a temperatura da estufa para verificar mudanças nas propriedades dos materiais plásticos.

Os resultados destes testes estarão discutidos no item 2.2.5.

2.1.7 Determinação da resistência à pressão por material de formato irregular e pontiagudo.

Este ensaio foi dividido em duas partes: uma realizada em laboratório e a outra parte realizada em escala 1:1 nos arredores do laboratório de conforto ambiental e argamassas.

2.1.7.1 Ensaio realizado em laboratório

Este ensaio tem como objetivo medir a resistência à pressão exercida pela brita 02 quando comprimida na prensa hidráulica sobre os produtos analisados. Trata-se de ensaio não normalizado, desenvolvido pelos integrantes do Laboratório de conforto ambiental e argamassas para este projeto. Foram selecionadas 6 (seis) formas metálicas para execução deste ensaio com 10 cm de diâmetro e 25 cm de altura (Figura 12). As formas foram preenchidas com 350 gramas de saibro, correspondente a uma altura de 4 (quatro) cm da forma (Figura 13), que foi adensado para ficar compacto de forma a oferecer resistência semelhante a de um solo desprovido de vegetação. O material testado é colocado sobre o saibro (Figura 14). A forma é em seguida preenchida com brita numero 02, até dois centímetros acima do limite da mesma (Figura 15). Sobre os corpos-de-prova aplica-se uma pressão pré-estabelecida, conforme Figura 16 e Figura 17, para determinar, qualitativamente, a resistência do material. As sete formas foram preparadas, sendo uma padrão.







Figura 12 forma metálica

Figura 13 Colocação de Saibro





Figura 14 Colocação as amostras do material

Figura 15 Forma pronta para teste

O nível de pressão (tabela 6 – item 2.2.6.1) foi determinado partindo do princípio que um caminhão médio pesa em torno de 9 (nove) toneladas, e que o mesmo possui 6 (seis) rodas. Com estes dados pode-se inferir que a pressão média distribuída pelos pontos de apoio do caminhão sobre o solo seria de um valor aproximado de 1.500kg por cada ponto de apoio, sendo a área de apoio 500 cm². Logo por hipótese, a lona plástica deve ser capaz de resistir a uma carga localizada de pelo menos 3 (três) kg/cm².





Figura 16 Prensa

Figura 17 Realização do ensaio

Os resultados destes testes estão descritos no item 2.2.6.

2.1.7.2 Ensaio realizado em escala 1:1

Procurou-se criar um espaço com qualidade semelhante às condições descritas pelo contratante. Uma cavidade de 3,00 m por 3,50 e com 0,80 cm de profundidade foi executada de acordo com o detalhamento enviado pela contratante (Figura 18). A malha de cobre foi preparada, instalada e recoberta com 60 cm de terra compactada (Figuras 20 e 21). Depois se colocaram os materiais a serem testados. Eles foram recobertos com 0,10 cm de brita numero 02 (Figura 21).






Figura 18 Espaço criado para o teste em escala 1:1

Figura 19 - Espaço revestido com a lona plástica

Um caminhão foi contratado para passar sobre a região de teste 4 (quatro) vezes, o material foi retirado e analisado no laboratório. A durabilidade esperada vai depender da resistência do material à perfuração causada pelas pontas angulares da camada de brita quando pressionada por pegadas humanas e/ou rodas de um caminhão. Foram observados nos materiais selecionados a quantidade de perfurações e o desgaste decorrente do impacto causado pelas rodas do caminhão contratado e dos passos dos transeuntes. Cumpre ressaltar que variações na espessura da camada de brita influenciam na capacidade dos esforços mecânicos danificarem o material. Os resultados destes testes estão descritos no item 2.2.3.





Figura 20 Malha de cobre do espaço criado para o teste

Figura 21 Colocação de 10 cm da camada de brita 02

2.2 RESULTADOS

2.2.1 Resistência à compressão axial

Observou-se que mesmo aderida à argamassa a elasticidade da lona plástica resistiu à pressão até a ruptura dos corpos-de-prova sem seccionar. Esta ruptura ocorreu com esforços variando entre 8,88 MPa à 17,31 Mpa (tabela 3). Cumpre ressaltar que a presença da amostra no interior do corpo-de-prova reduziu a resistência à compressão deste, como era de se esperar.

2.2.2 Resistência à tração por compressão diametral

Mesmo aderida à argamassa, a elasticidade da lona plástica resistiu à pressão aplicada até a ruptura sem seccionar. Esta ruptura ocorreu com esforços variando entre 3,69 MPa à 5,79 Mpa. As argamassas, de forma geral, resistem mais aos esforços de compressão que aos esforços de tração. A presença da amostra no interior do corpo-de-prova reduz a resistência à tração(Tabela 4).

2.2.3 Envelhecimento acelerado com Na2SO4

O ensaio com o sulfato de sódio (Na2SO4) permite uma analogia com o desgaste produzido pelas alterações climáticas sobre o material. Este ensaio visa determinar se existe alguma alteração visível nas amostras devido à ação dessa solução.

Tabela 3





CP

Altura

Diâmetro

Carga de Ruptura

Área do CP

Resultado







cm

cm

Kilos

Toneladas

cm²

Mpa

Padrão

1

10,52

4,95

3206,00

3,206

19,24

16,66

2

10,54

4,87

2614,00

2,614

18,63

14,03

3

10,61

4,94

3409,00

3,409

19,17

17,79

4

10,55

4,95

2454,00

2,454

19,24

12,75

Média










2920,750

2,921

19,07

15,31

Corpos-de-prova com a lona plástica da Paganini

Horizontal

1

10,51

4,95

3331,00

3,331

19,24

17,31

2

10,61

4,90

1947,00

1,947

18,86

10,32

3

10,55

4,96

3465,00

3,465

19,32

17,93

4

10,60

4,91

2743,00

2,743

18,93

14,49

5

10,56

4,89

2243,00

2,243

18,78

11,94

6

10,66

4,93

1696,00

1,696

19,09

8,88

Média










2570,833

2,571

19,04

13,48

Foram utilizadas dez (10) amostras (Figura 22). Sendo duas de cada material investigado. Uma foi colocada na solução e a outra permaneceu no laboratório para uma análise comparativa ao final de cada ciclo de ensaio. Como o material analisado é muito menos denso que a solução foram utilizadas pequenas pedras para manter as amostras no fundo do vasilhame (Figura 23). O ensaio deve ser feito durante pelo menos 48 horas, retiram-se as amostras, deixando-as escorrer por 10 a 20 minutos e são postas em estufa pré-aquecida numa temperatura de 60 graus Celsius por mais 24 horas. Cumpre ressaltar que é necessário realizar pelo menos cinco (5) ciclos completos de imersão e secagem.

Tabela 4





CP

Altura

Diâmetro

Carga de Ruptura

Área do CP

Resultado







cm

cm

Kilos

Toneladas

cm²

Mpa
Padrão

1

10,51

4,91

1624,00

1,624

18,93

8,58

2

10,42

4,88

764,00

0,764

18,70

4,08

3

10,66

4,88

900,00

0,900

18,70

4,81

Média







4,89

1096,00

1,096

18,78

5,82

Corpos-de-prova com a lona plástica Paganini
Vertical

1

10,56

4,92

827,00

0,827

19,01

4,35

2

10,66

4,93

676,00

0,676

19,09

3,54

3

10,86

4,92

969,00

0,969

19,01

5,10

4

10,77

4,87

687,00

0,687

18,63

3,69

5

10,62

5,04

1042,00

1,042

19,95

5,22

6

10,78

4,93

1106,00

1,106

19,09

5,79

Média




10,71

4,94

884,500

0,885

19,13

4,62

Os resultados demonstraram que todos os cinco materiais testados resistiram bem aos ciclos de imersão e secagem. Logo, quanto ao desgaste devido ao tempo, pode-se afirmar que todos os materiais resistem bem ao tempo.





Figura 23 Ensaio de Na2SO4



Figura 24 Amostras de materiais ao sair da solução



Figura 22

Figura 25 Geomembrana

2.2.4 Absorção por capilaridade

Foram testados 12 corpos de prova, sendo quatro (4) padrão de referência, isto é sem as lonas plásticas, quatro (4) com o material colocado na vertical e quatro (4) com o material colocado na horizontal. A altura da ascensão capilar máxima interna deve ser expressa em milímetros. Os resultados utilizando a lona plástica de 100µm estão apresentados na tabela 05. Esperava-se que a lona impedisse mais a capilaridade da água subterrânea.

Os resultados indicam que a linha de umidade com o produto colocado na direção horizontal reduziu em 9%. Já com o produto na vertical houve um aumento de 13% na capilaridade. Logo, a colocação do produto por si só, embora seja impermeabilizante, não tem grande efeito na capilaridade. Deve-se ressaltar que não é possível fazer uma analogia perfeita entre o corpo-de-prova e o terreno devido a sua constituição química.

Tabela 05






Absorção de água (g/cm³)




Altura da Umidade (mm)




Padrão

Horizontal

Vertical




Padrão

Horizontal

Vertical

1

1,17

1,03

1,37




75,00

72,00

95,00

2

1,37

1,17

1,31




90,00

85,00

90,00

3

1,10

1,00

1,22




80,00

69,00

90,00

4

1,16

1,07

1,29




78,00

68,00

90,00
Média

1,20

1,07

1,30




80,75

73,50

91,25

%

100,00

89,10

108,17




100,00

91,02

113,00

2.2.5 Resistência ao calor e perda ao fogo

As amostras dos produtos selecionados foram submetidas a uma temperatura de sessenta (60) graus Celsius no forno durante vinte e quatro (24) horas. Com exceção da lona plástica da Paganini que ficou um pouco menos flexível, o material não apresentou alterações expressivas que pudessem ser observadas a olho nu. O ciclo foi repetido uma segunda vez e os materiais começaram a apresentar alterações na elasticidade.

2.2.6 Determinação da resistência à pressão pro material de formato irregular e pontiagudo

2.2.6.1 Ensaio realizado em laboratório

Neste ensaio foram analisados os cincos (5) materiais relacionados na tabela 01. Sobre eles aplicou-se uma carga crescente começando em um (1) kgf/cm², e terminando em seis (6) kgf/cm², conforme tabela 6.






Figura 27 Ensaio de resistência ao calor e perda ao fogo



Figura 26 Resultados do ensaio de Resistência ao calor e perda ao fogo

Figura 28 Estufa de esterilização universal

A contagem de furos conforme pensado inicialmente, não foi uma maneira eficaz de comparar os resultados. O tamanho das perfurações variou muito. Foi então decidido que a análise dos resultados seria realizada com base na observação visual das amostras. A lona plástica fornecida pelo contratante e a lona plástica fabricada pela Paganini, embora com espessuras de somente 100 µm, resistiram sem furar a uma pressão de até três kg/cm². A lona plástica fabricada pela Sani do Brasil, com o dobro de espessura (200 µm), apresenta deformações a partir de 2 kg/cm². Pode-se concluir que embora seja mais espessa, não resiste tão bem quanto às lonas plásticas mais finas. Já o filme transparente fabricado pela Vulcan resistiu muito bem ao impacto das britas, sendo que decorridos dois dias após os teste as amostras retornaram a sua forma original. O emprego deste filme sozinho não é recomendado, pois deixa passar luminosidade, o que aumentaria as chances de crescimento de vegetação, mas como seu custo é de R$ 1,54/m², sugere-se que seja empregado sobre a lona plástica, cujo custo varia de R$ 0,40 à R$ 0,80/m², aumentando sua resistência ao impacto causado pelas britas.

A Geomembrana da Vulcan resistiu muito bem aos impactos, mesmo quando a carga atingiu seis kgf/cm². Entretanto, seu custo é bastante elevado (R$ 10,02/m²).

Tabela 6

2.2.6.2 Ensaio realizado em escala 1:1 - Segurança elétrica

Foi construída, em modelo reduzido, uma malha de terra num espaço com 3,00m x 3,50m e profundidade de 0,60m (figura 29). A malha foi confeccionada com cabos de cobre nu, bitola de 25mm2, haste para aterramento de 5/8”, tipo Copperweld com 3,00m de comprimento. Os cabos foram dispostos em paralelo cruzando com outros cabos num espaçamento de 0,50m x 0,50m. A conexão da haste de aterramento com os cabos se deu por meio de conectores.

Em seguida o espaço foi preenchido com o mesmo material que havia sido retirado. A “lona” a ser testada foi colocada e recoberta com uma camada de 10 cm de brita no 2 (figura 30). A partir daí foram feitos os ensaios de campo, com a passagem de um caminhão para se verificar a suportabilidade da “lona” sob teste, e os ensaios elétricos com o Terrômetro.







Figura 29. Malha de terra em modelo reduzido

Figura 30 Aterramento coberto de brita #2

O método empregado para verificação da resistência à terra da malha utiliza o medidor “Terrômetro Digital”, modelo MTR-1520D, da MINIPA, com duas hastes auxiliares, medindo a resistência de terra e a tensão de terra. Consiste em injetar uma corrente alternada entre a haste de ensaio da malha (terra a ser medido) e uma haste auxiliar (terra auxiliar ou eletrodo de corrente) colocada a uma distância D, conforme ilustração da figura 31. A tensão resultante do produto dessa corrente com a resistência que a corrente encontra ao percorrer o circuito é medida através de uma outra haste auxiliar (eletrodo de tensão) colocada em diversos pontos, na direção formada pelas outras duas hastes. A resistência real do aterramento (lida no medidor) se dará quando a distância entre o terra a ser medido e o eletrodo de tensão for 60% da distância entre o terra a ser medido e o terra auxiliar ou eletrodo de corrente, ou seja, x = 60% D.



Onde: X = 60%D




Figura 31. Esquema de medição
O instrumento faz a interação entre a corrente e a tensão e indica o valor da resistência de terra em ohms. Pela lei de Ohm, a corrente injetada circula pela terra e provoca na superfície da mesma uma tensão resultante do produto da resistência de terra, até o ponto a ser medido, pela corrente injetada. O Terrômetro indica o potencial na superfície em volt x ampere da corrente de defeito. O valor lido deve ser multiplicado pela maior corrente de defeito prevista. As tabelas 7, 8 e 9 mostram os resultados. A “lona” utilizada nos ensaios elétricos foi a Terlin Geomembrana da Vulcan.

Os valores encontrados nas medições no modelo, de resistência de terra e tensão superficial, mostram que não houve alteração significativa com e sem a “lona”, nas proximidades da malha. Nenhuma alteração significativa também foi detectada com a “lona” molhada pois a “lona” bloqueia a passagem da água. Notamos sim, uma redução na tensão superficial quando da medição com a “lona” molhada.



Tabela 7 - Resultado 1 – Sem a lona

X (m)

R (Ω)

V (voltxampere)

= 2. .X.R ()

2,00

4,13

0,1

51,90

2,60

9,20

0,1

150,30

5,00

10,49

0,1

329,55

7,00

11,10

0,1

488,20

Tabela 8 – Resultado 2 – Com a Lona

X (m)

R ()

V (voltxampere)

= 2. .X.R ()

5,00

10,49

0,1

329,55

7,00

10,50

0,1

461,81

Tabela 9 – Resultado 3 – Com a Lona +brita molhada

X (m)

R ()

V (voltxampere)

= 2. .X.R ()

5,00

10,90

0,0

342,43

7,00

11,00

0,0

483,80

3. Conclusões

Este trabalho teve por meta buscar materiais impermeabilizantes para atender as necessidades do contratante de drenar uma área de aproximadamente 2000 m², impedindo ou retardando o crescimento de vegetação. Como existe a possibilidade de manutenção emergencial, tomou-se como característica essencial do produto a possibilidade de ser removido com facilidade caso seja necessário.

Foram selecionados: (i) o Terlin geomembrana da Vulcan, (ii) os filmes plásticos – neste caso um transparente também da Vulcan, e (iii) as lonas plásticas sendo uma fornecida pelo contratante, outra fabricada pela Paganini e a terceira, mais espessa, fabricada pela Sani do Brasil. Todos os materiais estão mais bem descritos no item 2 do relatório.

Em relação ao desempenho, o Terlin geomembrana é o que oferece melhor resistência ao impacto causado pela passagem de caminhões ou pedestres sobre a camada de brita. Entretanto, seu custo corresponde à aproximadamente 1000% dos custos de lonas plásticas.




Figura 32
O que se saiu melhor após o Terlin geomembrana foi o filme plástico transparente. Seu módulo de elasticidade permite que resista aos impactos e retorne ao estado original após alguns dias e seu custo não é alto, R$ 1,54/m². Entretanto, por ser transparente, permite a passagem de luz solar o que facilitaria a germinação e o crescimento da vegetação no solo.

As lonas plásticas, por sua vez, embora apresentem o menor custo por m² (R$ 0,45/m²), também são consideradas frágeis quando comparadas com o Terlin geomembrana. O impacto da brita sobre sua superfície causa inúmeros desgastes, tais como esgarçamento das fibras, buracos, e em alguns casos chegam a se romper. Seu uso conforme o detalhe fornecido pelo contratante é desaconselhável, pois teria que ser trocada com freqüência para manter sua capacidade de reter a água.

Uma possibilidade, a qual foi testada no ensaio descrito no item 2.2.6.2, seria o emprego de dois materiais: (i) a lona plástica sobre o solo recoberta com (ii) o filme transparente, o qual é mais resistente ao impacto da brita. Os dois juntos totalizam um custo de R$ 1,99/m² conforme se observa na tabela 1 do item 2. Cumpre relevar que o impacto da brita sobre o material diminui a medida que a camada de brita aumenta. Se em vez de 10 cm esta camada fosse aumentada para 30 cm, o material resistiria melhor. Outra opção para melhorar o desempenho do material impermeabilizante seria colocar uma camada de areia com 15 cm e depois recobrir com a camada de brita. Em relação aos aspectos de segurança pessoal e dos equipamentos, conforme exposto, conclui-se, pelas medições tomadas, que o material escolhido pela presente pesquisa, não apresenta risco adicional.
4. Referências bibliográficas e/ou bibliografia

DENVER GLOBAL - Manual Técnico, (0800-7701604).

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Manta Asfáltica para Impermeabilização. ABNT, NBR 9952, RIO DE Janeiro, 2007.

Argamassa e concreto - Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos-de-prova cilíndricos. ABNT, NBR 7222. Rio de Janeiro, 1994. 3 p.

Argamassa e concreto endurecido – Determinação da absorção por capilaridade. ABNT, NBR 9779. Rio de Janeiro, 1994.

Argamassa e concreto endurecidos – Determinação da absorção de água por imersão – Índice de vazios e massa específica. ABNT, NBR 9778. Rio de Janeiro, 1987.

Cimento Portland – Determinação da resistência à compressão. ABNT, NBR 7215. Rio de Janeiro, 1996. 8 p.

Moldagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto. ABNT, NBR 5738. Rio de Janeiro, 1994. 9 p.

FEUTRON. Manual de Operação da Câmara de Testes Climáticos, modelo 3423/16. Langenwetzendorf, 2003.p-31.

Laboratório Nacional de Engenharia Civil – LNEC, NTPR (Núcleo de Tecnologia da preservação e Restauração). Norma 88.26 - Ensaio de alteração pelo sulfato de sódio ou pelo sulfato de magnésio - jan/71.



Centri di Studio di Milano e Roma Sulle Cause di Deperimento e Sui Metodi di Conservazione Delle Opere d´Arte (ICR). Raccomandazioni Normal – Assorbimento d´acqua per capillarita coefficiente di assorbimento capillare – Normal -11/85 - 1985


1 - N.E. Sem especificação, pois os dados relativos ao material não foram fornecidos.

2 - cal, cimento e areia normalizada





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