Dimensionamento de reservatório em concreto armado: estudo de caso da estação de tratamento de esgoto Jarivatuba - Joinville/SC

Abstract

O concreto armado é um dos materiais mais utilizados na execução de reservatórios para o armazenamento e tratamento de líquidos. A grande incidência de manifestações patológicas nos reservatórios de concreto armado no país, provocadas principalmente por equívocos de dimensionamento e de controle de fissurações, motivou o desenvolvimento deste trabalho. Nesse contexto, a análise de tais estruturas torna-se fundamental para a formação de um engenheiro civil e o presente trabalho tem por objetivo um estudo de caso do dimensionamento das paredes circulares dos reservatórios para tratamento de efluente doméstico da Estação de Tratamento de Esgoto Jarivatuba em Joinville/SC, sob domínio da Companhia Águas de Joinville. Os reservatórios, após a conclusão das obras em 2017, apresentaram inúmeras fissurações, o que levou à redução em aproximadamente 30% da sua capacidade de tratamento. Para as análises aqui desenvolvidas, utilizou-se o software Autodesk Robot Structural Analysis, no qual foram calculados os esforços provenientes dos carregamentos hidrostáticos e das variações uniformes de temperatura e, posteriormente, obteve-se as áreas de armaduras necessárias para suportar tais esforços. Como resultado foi possível observar diferenças entre as considerações utilizadas para a execução do projeto e as considerações prescritas pelas Normas Brasileiras, concomitantemente com uma grande discrepância entre os valores obtidos para os esforços e áreas de armaduras e os valores de projeto. A verificação do projeto e o dimensionamento de armaduras foram embasados nas normativas brasileiras e acervos técnicos que regem o dimensionamento de reservatórios. Como resultado, obtiveram-se taxas de armaduras longitudinais circunferenciais, necessárias para resistir aos esforços encontrados, 315% superiores e armaduras de engastamento 95% superiores às adotadas em projeto, em conjunto com equívocos na adoção do cobrimento mínimo e aberturas de fissuras muito superiores às máximas permitidas.

Reinforced concrete is one of the most used materials in the execution of reservoirs for the storage and treatment of liquids. The high incidence of pathological manifestations in reinforced concrete reservoirs in the country, caused mainly by misconceptions of sizing and control of cracks, motivated the development of this work. In this context, the analysis of such structures becomes fundamental for the formation of a civil engineer and the present work aims at a case study of the design of the circular walls of the reservoirs for treatment of domestic effluent of the Jarivatuba Sewage Treatment Plant in Joinville/SC, under the control of the Companhia Águas de Joinville. The reservoirs, after the completion of the works in 2017, presented numerous cracks, which led to a reduction in approximately 30% of their treatment capacity. For the analyses developed here, the Autodesk Robot Structural Analysis software was used, in which the efforts resulting from hydrostatic loadings and uniform temperature variations were calculated and, later, the areas of reinforcement necessary to support such efforts were obtained. As a result, it was possible to observe differences between the considerations used for the execution of the project and the considerations prescribed by the Brazilian Standards, concomitantly with a large discrepancy between the values obtained for the efforts and areas of reinforcements and the project values. The verification of the design and the dimensioning of reinforcements were based on Brazilian regulations and technical collections that govern the sizing of reservoirs. As a result, longitudinal circumferential reinforcement rates were obtained, necessary to resist the efforts found, 315% higher and set-up reinforcements 95% higher than those adopted in the project, together with misconceptions in the adoption of the minimum cover and crack openings much higher than the maximum allowed.