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Tubulações corrugadas para drenagem pluvial com incorporação de polietileno de alta densidade reciclado

Resumo

Nos Estados Unidos, o uso de polietileno reciclado pós-consumo e pós-indústria é normalizado desde 2007 com a publicação da primeira versão da ASTM F2648, aplicável aos tubos corrugados de polietileno de alta densidade (PEAD) para drenagem agrícola, superficial, de campos abertos e de estacionamentos. Estudos desenvolvidos pelo NCHRP1 avaliaram o impacto do uso de polietileno reciclado pós-consumo e pós-indústria no desempenho de tubos corrugados de polietileno no período e demonstraram que há condições de apresentarem desempenho de curto e longo prazo equivalente ao dos tubos produzidos com resinas de polietileno de alta densidade 100% virgem. No Brasil ainda se trata de um produto inovador, com um histórico de aplicação a ser construído.
Este artigo tem o objetivo apresentar o estudo realizado no Brasil sobre os tubos corrugados de PEAD com incorporação de polietileno reciclado para drenagem de águas pluviais, bem como a proposição de requisitos e critérios mínimos para que apresentem um desempenho adequado durante a sua vida útil.

Introdução

Com a publicação da norma brasileira ABNT NBR ISO 21138 Partes 1 a 3 em maio de 2016, os tubos de policloreto de vinila (PVC), polietileno (PE) e polipropileno (PP) de parede estruturada passaram a ter uma norma brasileira para o estabelecimento dos requisitos e critérios mínimos para sistemas de coleta de esgoto e drenagem subterrânea. Antes da publicação desta norma, a normalização brasileira se limitava a especificação de requisitos de tubos para sistemas de coleta de esgoto sanitário de PVC (parede maciça, corrugado de dupla parede e de núcleo celular) e de PE (corrugado de dupla parede). Segundo a ABNT NBR ISO 21138-3:2016, os tubos de parede estruturada são produtos que têm um projeto otimizado com relação ao material utilizado, a fim de atingir os requisitos físicos, mecânicos e de desempenho. Estes tubos podem ser classificados como Tipo A, tubos com superfície externa lisa (Figura 1) ou Tipo B, tubos com superfície externa não lisa (Figura 2). Desta forma, as tubulações de parede estruturada representam uma alternativa interessante para aplicações não pressurizadas, onde são necessários grandes diâmetros e uma adequada resistência mecânica.

tubulacoes-drenagem-polietileno-reciclado

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A ABNT NBR ISO 21138 Partes 1 a 3 passou a vigorar em junho de 2017, estabelecendo requisitos para tubos estruturados e conexões de diâmetros até 1200 mm. Esta norma não diferencia os requisitos e critérios em função da aplicação, ou seja, os requisitos exigidos para os tubos para sistemas de coleta de esgoto e sistemas de drenagem subterrânea são os mesmos. Outro ponto a ser destacado é o fato desta norma permitir o uso de material reciclado de origem externa, desde que seja proveniente de tubos ou conexões.
A reciclagem, em todos os contextos, é uma alternativa para economia de recursos naturais e uma forma de reduzir a quantidade de resíduos plásticos que são destinados como lixo. Porém, garantir a consistência de propriedades dos produtos gerados a partir de materiais reciclados é um desafio. Assim, a definição de faixas de propriedades e concentrações que podem ser adicionadas em misturas com resinas virgens, é de extrema importância a fim de se assegurar o desempenho e atendimento de requisitos de produtos (THOMAS; CUTTINO, 2011).
A incorporação de materiais reciclados em produtos com função estrutural demanda uma série de avaliações técnicas com relação à aplicabilidade do produto. Essas avaliações incluem a disponibilidade de matéria-prima, contaminantes, propriedades dos materiais, qualidade do produto acabado e tipo de aplicação do produto. A maior preocupação com o uso de materiais reciclados é em relação aos contaminantes, especialmente quando o material é proveniente de produtos pós-consumo. A remoção de contaminantes é crítica e tem impacto significativo na durabilidade do material devido ao fissuramento sob tensão. Para algumas aplicações, pode ser necessária a incorporação de resinas de alta pressão para atendimento aos requisitos finais de desempenho do material. O balanceamento de propriedades entre as resinas virgens e recicladas promove matérias-primas que podem atender aos requisitos de desempenho de longo prazo. (KURDZIEL, 2014).
Nos Estados Unidos, o uso de polietileno reciclado pós-consumo e pós-indústria, de origem externa ao fabricante do tubo, é normalizado desde 2007 com a publicação da primeira versão da ASTM F2648 – “Standard Specification for 2 to 60 inch [50 to 1500 mm] Annular Corrugated Profile Wall Polyethylene (PE) Pipe and Fittings for Land Drainage Applications”. Esta norma aplica-se aos tubos corrugados de polietileno de alta densidade (PEAD) para drenagem agrícola, superficial, de campos abertos e de estacionamentos.
Estudos desenvolvidos pelo NCHRP avaliaram o impacto do uso de polietileno reciclado pós-consumo e pós-indústria no desempenho de tubos corrugados de polietileno no período de 2007 a 2017. Estes estudos demonstraram que tubos corrugados produzidos com concentrações de polietileno de alta densidade reciclado, têm condições de apresentar desempenho de curto e longo prazo equivalente ao dos tubos produzidos com resinas de polietileno de alta densidade 100% virgens (THOMAS e CUTTINO, 2011). Pesquisas comprovaram também que estes tubos podem ser aplicados em drenagem de ferrovias e rodovias, desde que atendam aos requisitos mínimos estabelecidos (PLUIMER et al., 2018). Estes estudos serviram de base técnica para as revisões da norma ASTM F2648, e mais recentemente da publicação da norma AASHTO M 294-18.

Este artigo tem o objetivo apresentar o estudo realizado sobre os tubos corrugados de PEAD com incorporação de polietileno reciclado para drenagem de águas pluviais (Figura 3), limitado a 60% de polietileno reciclado pós-consumo.

Autor: Simone Nakamoto Taninaga; Daniel Setrak Sowmy; e Gibran da Cunha Vasconcelos.