Vibração de bomba: por que a passagem de tubulação trinca em estação elevatória

Em estação elevatória de esgoto, em casa de bombas de ETA e em praticamente qualquer recalque industrial o cenário se repete. A passagem da tubulação pela parede do poço foi grauteada na obra, ficou perfeita, e dezoito meses depois tem uma trinca circular em volta do tubo e umidade escorrendo por ela.

Trocar o grauteamento por outro grauteamento resolve pelo mesmo período. Depois a trinca volta, no mesmo lugar, pela mesma razão.

O que acontece ali dentro

Uma linha de recalque não fica parada. Ela recebe três solicitações distintas, e todas chegam na parede:

Vibração contínua do conjunto motobomba. Mesmo com base bem executada e alinhamento correto, sobra vibração residual que percorre a tubulação. É de baixa amplitude e alta frequência, e trabalha a interface milhares de vezes por dia.

Golpe de aríete a cada partida e parada. Em elevatória de esgoto com acionamento por nível, a bomba liga e desliga muitas vezes ao longo do dia. Cada ciclo gera uma onda de pressão que percorre a linha e provoca um deslocamento axial momentâneo do tubo.

Dilatação térmica. O fluido bombeado e a temperatura ambiente mudam ao longo do dia e do ano. O tubo alonga e encurta.

A estrutura de concreto não acompanha nada disso. O preenchimento rígido entre os dois fica no meio, recebendo o movimento de um lado e o engastamento do outro. Material frágil submetido a carga cíclica tem um destino conhecido: fissura por fadiga.

Por que a trinca é sempre circular

Quem olha a patologia de perto reconhece o padrão. A fissura acompanha o contorno da tubulação, a poucos centímetros dela, e costuma dar a volta completa.

Isso acontece porque a ruptura se dá na interface entre dois materiais com módulos de elasticidade e coeficientes de dilatação diferentes. O graute aderiu ao concreto e aderiu ao tubo, mas o tubo se move e o concreto não. A tensão se concentra justamente no anel de contato, que é a região mais solicitada e a mais fina.

Em alguns casos a trinca nem aparece visível. A microfissura fica abaixo do limite de percepção e só se manifesta como umidade persistente na face oposta, sem caminho aparente.

O custo da parada em elevatória

O que torna esse ponto diferente de uma infiltração predial é a impossibilidade de desligar.

Estação elevatória de esgoto não tem pausa. Parar para reparo significa acionar bombeamento provisório, caminhão limpa fossa ou, no pior cenário, extravasamento. Em ETA, parar o recalque de água tratada significa reservatório de distribuição descendo e desabastecimento a jusante. Discutimos esse cálculo no artigo sobre quanto custa uma parada de sistema.

Um reparo com graute exige esvaziar o poço, remover o material antigo, aplicar o novo e esperar a cura. Entre 6 e 8 horas até liberar carga, em condições normais de temperatura.

A solução é deixar a passagem trabalhar

A lógica que resolve o problema inverte a premissa. Em vez de tentar imobilizar o tubo, aceita-se que ele vai se mover e usa-se uma vedação que se move junto.

Um vedante modular de borracha faz exatamente isso. Os elos são apertados em volta do tubo e comprimem a borracha contra a abertura. A vedação é mantida por compressão elástica permanente, não por aderência. Quando o tubo vibra ou se desloca, a borracha absorve o deslocamento e volta à posição, sem acumular dano.

É por isso que a instalação próxima a bombas é uma das aplicações onde a diferença de desempenho mais aparece. O mesmo princípio que faz a vedação funcionar também amortece a transmissão de vibração da tubulação para a estrutura.

O que considerar na especificação

Para uma passagem em casa de bombas ou poço de elevatória, alguns pontos pesam mais que em uma travessia comum:

• Composto da borracha. Esgoto bruto e água bruta são atendidos pelo EPDM. Se houver contato com óleo, graxa ou efluente industrial com hidrocarboneto, o composto muda para nitrílica. O critério está no artigo sobre qual composto escolher.
• Material do parafuso. Ambiente de esgoto é agressivo e confinado, com presença de gás sulfídrico. Aqui o inox S316 costuma ser a escolha correta, e economizar nesse item é o que gera a próxima manutenção. Veja o artigo sobre qual parafuso usar.
• Acesso para aperto. Vale conferir se haverá espaço para a ferramenta em volta do tubo depois de montado. Em poço apertado, com várias linhas próximas, isso precisa ser pensado antes.
• Pressão de trabalho. A vedação atende pressão hidrostática de até 15 metros de coluna d'água. Poço de elevatória raramente chega perto disso, mas vale conferir a cota de afogamento máximo.

Com o diâmetro externo do tubo em milímetros e o diâmetro interno da abertura, a calculadora devolve o modelo, a quantidade de elos e o sufixo de parafuso.

O ganho que o operador sente

Para quem opera, a diferença prática aparece em dois momentos.

No reparo, porque não existe tempo de cura: depois de apertados os parafusos, o poço pode voltar a receber carga imediatamente, com instalação em torno de 15 minutos por passagem.

E na manutenção seguinte da tubulação, porque a vedação é removível. Trocar um trecho de recalque deixa de exigir a demolição do entorno da passagem. Afrouxa, remove, substitui o tubo e aperta de novo.