Como especificar pressão e bitola sem errar na obra?

A especificação de tubos é uma das etapas mais importantes em qualquer projeto que envolva transporte de fluidos, gases ou materiais articulados. 

Afinal, seja em obras de infraestrutura, sistemas industriais, saneamento, mineração, construção civil ou instalações prediais, a escolha incorreta da pressão de trabalho ou da bitola da tubulação pode gerar problemas. Veja mais sobre o tema lendo o texto a seguir.

Quais são os tipos de tubos de aço disponíveis?

Antes de tudo, é preciso destacar quais são alguns tubos de aço que são disponibilizados no mercado hoje em dia, inclusive na Tubos ABC: 

Tubos de aço carbono 

O tubo de aço carbono é fabricado a partir de uma liga metálica composta predominantemente por ferro (Fe) e uma pequena quantidade de carbono (C), elemento responsável por conferir resistência mecânica ao material. 

Em geral, o teor de carbono utilizado na fabricação dos tubos varia entre 0,05% e 0,30% para aplicações de condução e uso estrutural, embora existam composições específicas para determinadas finalidades industriais. 

Tubos de aço de liga

Já os tubos de condução de aço liga são desenvolvidos para aplicações que exigem maior resistência mecânica, térmica e química em comparação aos tubos convencionais de aço carbono. 

Sua composição recebe elementos de liga, como cromo, molibdênio e níquel, que proporcionam melhor desempenho em ambientes severos e processos industriais críticos. 

Tubos cortados e galvanizados 

O processo de galvanização consiste na aplicação de uma camada de zinco sobre a superfície do aço. Essa proteção atua como uma barreira contra a umidade, o oxigênio e outros agentes corrosivos.

Já tubos cortados, como o nome sugere, são os próprios materiais cortados em medidas específicas de acordo com as necessidades de cada projeto 

O que seria a especificação de tubos?

A especificação de tubos consiste no processo de definição das características técnicas que uma tubulação deve possuir para atender às exigências de determinado projeto. Essa definição envolve diversos parâmetros, incluindo:

• Material de fabricação (no caso, aço);
• Diâmetro nominal (bitola);
• Espessura da parede;
• Classe de pressão;
• Tipo de conexão;
• Normas técnicas aplicáveis;
• Condições operacionais;
• Fluido transportado.

O objetivo é garantir que a tubulação seja capaz de suportar as condições de trabalho previstas sem comprometer a segurança ou a eficiência do sistema.

O que significa pressão em sistemas de tubulação?

A pressão representa a força exercida pelo fluido contra as paredes internas da tubulação. Podemos, na teoria, dividi-la em: 

Pressão de trabalho

Corresponde à pressão normalmente exercida pelo sistema durante seu funcionamento regular.

Pressão máxima operacional

Refere-se ao maior valor de pressão que pode ocorrer durante o funcionamento do sistema em condições previstas.

Golpe de aríete

Também conhecido como transiente hidráulico, ocorre quando há mudanças bruscas no fluxo do fluido, como fechamento rápido de válvulas ou desligamento repentino de bombas.

Por que pressão e bitola são tão importantes?

Entre todos os fatores considerados na especificação de tubos, pressão e bitola estão entre os mais críticos. Esses dois parâmetros influenciam diretamente na: 

Segurança operacional do sistema

Uma tubulação precisa ser capaz de suportar as condições de trabalho às quais será submetida diariamente e, no momento em que a pressão de operação excede a capacidade do tubo, aumentam os riscos de deformações e até rompimentos.

Eficiência do transporte de fluidos

A bitola interfere diretamente na capacidade de condução de líquidos, gases e outros fluidos. Afinal, um diâmetro inadequado pode restringir o fluxo e comprometer o desempenho do sistema.

Controle das perdas de carga

Durante o percurso dentro da tubulação, o fluido sofre perdas de energia causadas pelo atrito com as paredes internas do tubo e pelos acessórios instalados na rede. Com isso, uma bitola inadequada pode aumentar significativamente essas perdas, exigindo mais esforço de bombas e equipamentos para manter o fluxo desejado. 

Como calcular a bitola correta?

Ressaltando que definição da bitola não pode ser realizada com base apenas na observação visual ou em experiências anteriores:

Vazão necessária

O primeiro passo consiste em determinar o volume de fluido que deverá ser transportado. Quanto maior a vazão, maior tende a ser o diâmetro necessário para manter condições operacionais adequadas.

Número de conexões

Curvas, válvulas, registros, reduções e outros acessórios provocam perdas adicionais de energia. Por isso, a análise jamais deve considerar apenas os trechos retos da tubulação.

Velocidade do fluido

A velocidade influencia diretamente o desempenho hidráulico da instalação. Velocidades excessivas podem aumentar perdas de carga, ruídos, vibrações e desgaste interno da tubulação.

Já velocidades muito baixas podem favorecer a sedimentação e comprometer a eficiência do sistema.

Comprimento da rede

Quanto maior a distância percorrida pelo fluido, maior será a influência das perdas de carga no desempenho geral da instalação.

O que significa bitola nominal? 

Além do que foi citado, vale destacar que a bitola não corresponde exatamente ao diâmetro interno ou externo do tubo.

Na realidade, a maioria das especificações utiliza o chamado Diâmetro Nominal (DN), uma referência padronizada utilizada internacionalmente. Por exemplo:

• DN 25;
• DN 50;
• DN 100;
• DN 150;
• DN 300.

Dependendo da norma utilizada, o diâmetro real pode variar conforme a espessura da parede e o tipo de fabricação.

Por esse motivo, é fundamental consultar tabelas técnicas e normas aplicáveis antes de definir a especificação.

A importância do Schedule nos tubos de aço 

Somando à bitola, é necessário sempre considerar o Schedule, sistema utilizado para indicar a espessura da parede do tubo: 

Schedule 10

Possui parede mais fina e costuma ser utilizado em aplicações de menor exigência mecânica.

Schedule 40

É uma das especificações mais utilizadas na indústria devido ao equilíbrio entre resistência e custo.

Schedule 80

Apresenta maior espessura de parede e capacidade de suportar pressões mais elevadas.

Schedules especiais

Aplicações críticas podem exigir especificações ainda mais robustas, dependendo das condições operacionais.

Como as normas técnicas ajudam na especificação?

A especificação de tubos deve seguir normas reconhecidas nacional e internacionalmente, que estabelecem critérios relacionados a materiais, fabricação, testes e desempenho. São elas: 

ASTM

As normas ASTM estão entre as mais utilizadas na indústria para especificação de tubos de aço.

API

Muito presentes nos setores de petróleo, gás e energia.

ASME

Amplamente utilizadas em sistemas industriais e vasos de pressão.

ABNT

Responsáveis pela padronização técnica em diversos segmentos da engenharia brasileira.

Dados que mostram a importância do dimensionamento correto

A necessidade de uma especificação de tubos adequada não é apenas uma questão técnica. Ela possui impacto direto nos custos operacionais, na eficiência dos sistemas e na sustentabilidade dos projetos.

• Segundo o Instituto Trata Brasil, o país perde aproximadamente 37,8% da água tratada distribuída, parte desse índice relacionada a vazamentos e falhas em redes de distribuição;
• O Novo Marco do Saneamento prevê enormes investimentos para universalizar os serviços de água e esgoto no Brasil, ampliando a demanda por sistemas de tubulação corretamente dimensionados;
• Dados da Associação Brasileira de Tubos Poliolefínicos indicam crescimento contínuo da utilização de tubulações em projetos de infraestrutura, impulsionado principalmente pelas obras de saneamento e abastecimento;
• Segundo a World Steel Association, a produção mundial de aço ultrapassa 1,8 bilhão de toneladas por ano, sendo uma parcela significativa destinada à fabricação de tubos utilizados em infraestrutura, energia e indústria. 

Erros mais comuns na especificação de tubos

Mesmo profissionais experientes podem cometer falhas durante o processo de especificação e cometem equívocos como: 

Desconsiderar expansões futuras

Projetar a rede apenas para a demanda atual pode exigir reformas dispendiosas nos próximos anos.

Não avaliar o ambiente de instalação

Condições externas como umidade, exposição a agentes químicos, radiação solar, salinidade e movimentação do solo podem impactar diretamente o desempenho da tubulação.

Priorizar apenas o menor custo inicial

Escolher o tubo mais barato nem sempre representa a decisão mais econômica para o projeto a logo prazo, especialmente se ele tiver problemas.

Utilizar materiais incompatíveis

O tipo de fluido transportado deve sempre ser considerado durante a especificação.

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A Tubos ABC atua como parceira de empresas dos setores industrial, construção civil, saneamento, energia, mineração e infraestrutura, oferecendo suporte técnico especializado para auxiliar na escolha dos tubos e conexões mais adequados para cada aplicação. 

Fundada em 2010, a empresa possui estrutura própria em Suzano (SP), amplo estoque e atendimento para todo o Brasil e países da América Latina.  Portanto, não perca tempo e solicite um orçamento.