Proteção de tubulações enterradas contra sobrecargas com utilização de geossintéticos

Abstract

Danos em tubos enterrados pressurizados podem causar acidentes graves, com perdas materiais significativas e não raramente perdas de vidas. Neste contexto, esta dissertação investiga o desempenho de geossintéticos aplicados como elementos de reforço com a finalidade de reduzir a magnitude dos esforços atuantes sobre dutos enterrados. Para isso, foram realizados experimentos em laboratório em escala em modelo (escala 1:4), para determinar a influência da presença do reforço inserido num maciço com duto enterrado, submetido a sobrecargas superficiais. O desenvolvimento do estudo foi conduzido com a construção de um aterro experimental em uma caixa de ensaio (1500 mm x 1000 mm x 500 mm), com areia fina à média, contendo tubo de aço carbono enterrado e geossintético no interior do maciço, sob diferentes arranjos geométricos. A sobrecarga foi aplicada na superfície do aterro por meio de uma placa rígida, com largura de 100 mm, simulando condições de deformação plana. A avaliação do comportamento das tensões verticais e horizontais no maciço e das deformações do duto foi possível devido à instalação de células de tensões totais em torno do duto e a instrumentação do tubo com extensômetros elétricos ao longo da sua seção transversal central. Foram realizados ensaios sem reforço e reforçados com diferentes tipos de reforços sob três configurações geométricas. Os resultados obtidos mostraram um aumento do carregamento final aplicado à superfície do maciço de aproximadamente 40% em comparação com a situação não reforçada. Foram também observadas reduções significativas nas tensões verticais transmitidas ao solo próximo do tubo, dependendo da configuração de reforço utilizada. Além disso, observou-se que a presença do reforço causou uma redução nas tensões de compressão no topo e na base do tubo de até 74% em comparação com a situação sem a presença do reforço.