Isolamento para tubos de esgoto: tipos, regras de escolha e visão geral da tecnologia de instalação

O funcionamento dos tubos de esgoto é influenciado por diversos fatores, incluindo o frio. Para que o sistema possa funcionar normalmente mesmo em temperaturas muito baixas, é necessário escolher corretamente o isolante para tubos de esgoto e realizar sua instalação.

Os materiais de isolamento térmico estão disponíveis no mercado em uma ampla variedade, e às vezes é difícil decidir a compra, não concorda? Vamos ajudá-lo a resolver essa questão. O artigo apresenta uma visão geral dos diferentes tipos de isolantes, descrevendo suas características, detalhes de instalação e aplicação.

Regras para escolha do isolante

No mercado de construção, há uma enorme variedade de materiais isolantes, mas nem todos podem ser usados como isolamento para tubos de esgoto.

A principal função do isolamento não é aquecer o duto, mas reduzir a troca de calor entre o ambiente externo e o líquido que circula nos tubos.

Para que o isolante para tubos execute eficazmente sua função principal de conservação de calor, ele deve atender a 7 requisitos básicos:

• ter o coeficiente de condutividade térmica o mais baixo possível;
• manter suas propriedades por um longo período;
• suportar grandes variações de temperatura;
• ter boas propriedades de impermeabilização;
• possuir resistência a agressões ambientais;
• não sustentar a combustão e não emitir fumaça tóxica;
• ser fácil de instalar.

Estão sujeitos ao isolamento tubos de esgoto externos e a tubulação instalada em ambiente não aquecido. A única exceção são as regiões onde a temperatura não fica abaixo de 0°C mesmo no inverno.

Para as demais, a questão é apenas a escolha do método e do material. Os isolantes são escolhidos com base na reputação do fabricante ou marca, mas a maneira mais segura é basear-se no material de fabricação.

Para melhor se orientar na diversidade de isolantes disponíveis, deve-se partir de 3 regras: se encontrar vários materiais que atendam aos requisitos exigidos, escolha o mais barato, fácil de instalar, conhecido no mercado e bem avaliado.

Mais frequentemente, os tubos de esgoto são isolados com lã mineral, argila expandida, isolantes de poliestireno e poliuretano. Isolantes líquidos também encontram sua aplicação. Todos são usados para isolamento passivo.

Além destes, existem mais 2 opções para proteger os tubos contra gelo — colocação abaixo do nível de congelamento das camadas do solo e uso de isolantes ativos. Entre estes últimos está o isolamento por cabo.

Isolante de lã mineral

A partir da definição estabelecida pela GOST 31913-2011, pode-se concluir que a lã mineral deve ser classificada como um material fibroso, em cuja produção são utilizados fundidos de rochas e escórias metálicas.

O próprio conceito abrange 3 tipos de material:

• fibra de vidro;
• lã de escória;
• lã de rocha.

Elas têm diferentes espessuras e comprimentos de fibra, diferentes índices de condutividade térmica e resistência à umidade, reagem de forma diferente a cargas mecânicas, mas a composição é idêntica em todas. As características da lã mineral produzida por diferentes fabricantes também diferem entre si.

A base da lã mineral são rochas — cerca de 90% dela. O restante consiste em aditivos — argila bentonita e resinas à base de fenol.

A lã mineral atende às principais demandas — possui baixa condutividade térmica, resistência a mofo, fungos e combustão. Existem 4 variações deste material: com fibras dispostas horizontalmente, verticalmente, de tipo espacial e onduladas.

A lã mineral tem uma série de qualidades que fazem pensar antes de optar por ela.

As desvantagens do isolante incluem:

• a presença de resinas de formaldeído em sua composição, que afetam negativamente a saúde;
• capacidade de se compactar sob cargas mecânicas e, consequentemente, o aparecimento de 'pontes térmicas';
• alta absorção de água, razão pela qual o isolante necessita de uma boa impermeabilização.

Isolantes de lã são usados para revestir seções expostas de tubulações de esgoto. Eles não são colocados ao redor de tubos localizados no solo.

Quando molhado, este tipo de isolamento térmico perde quase completamente suas propriedades e frequentemente se torna a causa de ferrugem em tubulações metálicas subterrâneas.

A instalação do isolamento térmico de lã mineral é feita em 3 etapas:

1. Cola-se fita adesiva metalizada em espiral sobre os tubos.
2. Envolve-se o tubo firmemente com o isolante. As costuras nos pontos de união devem coincidir.
3. Fixa-se o isolamento térmico nos tubos envolvendo-o com fita de encanamento.

Considerando que a densidade do material é baixa e ele absorve bem a umidade, será necessária impermeabilização. Para isso, usa-se papel alumínio ou feltro asfáltico. A presença de uma camada de alumínio no isolante facilita a tarefa, mas as extremidades ainda precisarão ser isoladas.

Isolamento de tubos com lã de vidro

A lã de vidro, como uma das variantes da lã mineral, possui todas as suas características positivas e negativas. É um material natural obtido de matérias-primas como quartzito ou areia.

O coeficiente de condutividade térmica deste isolante está na faixa de 0,028-0,034. Quanto maior a espessura, menor ele é. A densidade média é de 150-200 kg/m³.

O processo de obtenção da lã de vidro consiste na fusão do material bruto com aumento da temperatura até 1400°. O vidro derretido é soprado com vapor, resultando em filamentos finos. Eles são impregnados com soluções aglutinantes, aerossóis poliméricos, depois alimentados em rolos especiais para nivelamento e modelagem, e em seguida o material passa pelas etapas de polimerização, resfriamento e corte.

Para reduzir a higroscopicidade, alguns fabricantes produzem lã de vidro com uma camada de isolamento pronta. Pode ser alumínio ou feltro de vidro. Estes incluem isolantes populares como Ursa, Knauf, Isover. O isolante de fibra de vidro chega ao mercado de construção na forma de mantas, rolos, cilindros.

É possível isolar tubos de esgoto com lã de escória?

O material é um subproduto da tecnologia de fundição de ferro-gusa. A lã de escória tem uma estrutura solta e uma característica muito desagradável, típica dos produtos de alto-forno — a acidez residual.

Em condições de umidade, ácidos se formam na superfície isolada com este material, afetando negativamente tanto o metal quanto o plástico. A lã de escória derrete a 300°C, tem um coeficiente de condutividade térmica de 0,46-0,48, espessura da fibra entre 4 e 12 mícrons. Possui baixa compatibilidade ecológica.

O coeficiente de absorção de água deste isolante para tubos de esgoto é maior do que o da lã de vidro. O material é instável a variações de temperatura, portanto sua vida útil é curta.

Por esse motivo, para o isolamento de tubos de esgoto, ele, assim como outras opções de lã, é raramente usado, sendo aplicado apenas para o isolamento de trechos aéreos das comunicações.

O material de partida para a produção de lã mineral são rochas. A lã de basalto é um material resistente com densidade de 25-200 kg/m³ e baixo coeficiente de condutividade térmica — 0,03 – 0,04.

É muito resistente a variações de temperatura — não perde suas propriedades originais na faixa de -60 a +200°C, e começa a derreter quando a temperatura ultrapassa 1000°C.

A lã de basalto é produzida por muitos fabricantes renomados em diferentes formas: rolos, mantas, cilindros. As empresas mais conhecidas são TechnoNicol, Rockwool, Knauf.

As fibras da lã de rocha têm os mesmos parâmetros que as da lã de escória, mas são muito mais elásticas. Portanto, elas não quebram, não entram no sistema respiratório, não irritam a pele. Mas este tipo de lã mineral também tem desvantagens — alto custo, resistência insuficiente e a mesma substância fenólica em algumas marcas do material.

Isolante térmico de poliestireno expandido para tubos

As cascas de isopor são um isolante popular para o isolamento de tubos de esgoto. Dois por cento de sua composição são pequenos grânulos de poliestireno de 1 a 5 mm, os outros 98% são ar. Após o tratamento do material com um agente expansor, os grânulos adquirem leveza, elasticidade, atraem-se entre si e se unem.

Através de prensagem seguida de processamento com vapor de alta temperatura, o material recebe a forma desejada.

Na verdade, é isopor simples, mas na forma de casca, projetado para uso repetido. A diferença entre o coeficiente de condutividade térmica do isolamento de poliestireno expandido (0,03-0,05) e o da lã mineral é pequena. A casca, em forma de semicascas, cumpre a tarefa de conservação de calor de forma bastante eficaz.

A casca de isopor pode consistir de 2 ou 3 elementos. Nas laterais, possuem travas com dispositivo de fixação. A casca é selecionada de acordo com o diâmetro do tubo e, após colocá-la, é encaixada.

Como o isopor não é muito resistente a impactos mecânicos, os fabricantes fornecem as cascas com revestimento externo de folha de alumínio, fibra de vidro e outros materiais.

As altas propriedades de isolamento térmico são fornecidas por microcélulas de paredes finas, que não permitem a passagem de calor. A vida útil da casca de isolamento térmico é bastante longa — cerca de 50 anos.

Existem 2 tipos desse material – o comum e o poliestireno expandido extrudado. As características deste último são superiores, mas o custo também é maior.

Apesar de muitas qualidades positivas, o poliestireno expandido também tem desvantagens. Ele não suporta radiação ultravioleta, portanto, ao instalar tubos em locais abertos, é necessária proteção adicional contra o sol. Este material é denso, mas frágil, e ao queimar pode causar envenenamento, pois a fumaça que libera é tóxica.

Os trabalhos de montagem são tão simples que não exigem qualificação especial. Colocando os segmentos de isolamento no tubo de esgoto, faz-se uma sobreposição, deslocando-os ao longo do comprimento em relação um ao outro em 200-300 mm. Para evitar pontes térmicas, os elementos de isolamento térmico são unidos entre si usando um sistema de quarto ou macho e fêmea.

Após realizar a conexão, ambas as peças são fortemente comprimidas. As áreas de contato são coladas com fita adesiva. Às vezes, as juntas são coladas, mas então o isolamento perde a vantagem da possibilidade de reutilização, pois na desmontagem será necessário cortá-lo.

Na casca é colocada uma cobertura protetora, que vem junto com ela, ou simplesmente envolvem com filme plástico, se não houver.

A casca é usada tanto em trechos aéreos quanto para instalação da tubulação subterrânea. Este isolamento pode ser colocado em tubos com diâmetro mínimo de 1,7 cm e máximo de 122 cm. Já com diâmetro de 200 mm, o cilindro consiste em 4 elementos, e em produtos grandes podem ser 8.

As valas com tubos de esgoto são preenchidas primeiro com areia até uma altura de cerca de 0,2 m, depois com terra. Em regiões com invernos muito frios, o isolamento térmico em forma de casca de poliestireno expandido é complementado com um cabo de aquecimento, colocado sob a casca.

Cascas de poliuretano expandido

Os cilindros de poliuretano são uma boa alternativa aos equivalentes de poliestireno expandido. Eles se diferenciam por terem maior densidade, enquanto o coeficiente de condutividade térmica é quase o mesmo.

O poliuretano expandido tem maior resistência a impactos mecânicos. Também possui uma faixa de temperatura mais ampla, na qual pode operar sem perder suas propriedades de resistência.

A faixa de temperatura normal para a casca de poliuretano é de -180°C a +130°C. Este material também possui alto índice de segurança contra incêndios — ele inflama a 415°C e posteriormente se autoextingue.

O isolamento térmico tem a forma de semicilindros equipados com travas transversais ou longitudinais. Para aumentar a confiabilidade da proteção, a casca às vezes é colocada em invólucros de aço galvanizado especiais com travas, mas na maioria das vezes é simplesmente aplicado um revestimento especial.

Aplicação de polietileno expandido

O polietileno expandido é frequentemente usado como isolamento para tubos de esgoto. É um material não muito denso — até 40 kg/m³. O coeficiente de condutividade térmica está na faixa de 0,05.

Não altera suas propriedades quando operado na faixa de temperatura de -50°C a +90°C. A pequena espessura do material permite economizar espaço, portanto, seu uso é justificado onde há um espaço muito pequeno entre os tubos e a parede.

O polietileno expandido resiste bem mesmo à exposição prolongada à umidade. Ele é resistente ao fogo. Suporta mais de 300°C. Quando o material queima, suas emissões na atmosfera não contêm toxinas perigosas.

As vantagens do isolamento são leveza, durabilidade e preço acessível. Este isolamento é fabricado por empresas como Magniflex e Penofol, Energoflex, Termoflex. É produzido na forma de cilindros de diferentes diâmetros e em rolos. Existem versões folheadas de um e dois lados.

Esta opção de isolamento térmico é raramente usada na instalação de tubos de esgoto, sendo utilizada para isolar trechos de comunicações localizados em porões e acima do solo.

Uso de Folgoizol para isolamento de tubos

Na maioria das vezes, o material é usado para comunicações externas feitas de tubos de metal-plástico. Existem duas variedades de folgoizol — SRF e FG. Em sua produção, são usadas folhas — corrugadas ou de alumínio — e uma camada de betume-polímero para ligação.

É vendido na forma de rolos. O material é resistente, ecologicamente seguro e tem longa vida útil. Ele provou ser bom em regiões com diferentes climas.

Borracha expandida como isolante

Este material isolante é fabricado à base de borracha natural ou combinada. Caracteriza-se por alta segurança contra incêndios e elasticidade. O isolamento de tubos com este material é feito por colagem. Como resultado da interpenetração das superfícies, obtém-se uma junta resistente.

A estrutura da borracha espumada é fechada e porosa. Por isso, possui flexibilidade elevada. No mercado da construção, esse isolamento térmico é apresentado na forma de placas, cilindros e rolos.

O isolamento térmico é fabricado por produtores como a empresa italiana K-FLEX, as empresas alemãs ARMAFLEX e Kaiflex. Devido ao alto custo, a borracha espumada é usada muito raramente para isolamento de tubos de esgoto.

Isolamento de esgoto com argila expandida

O material é usado para isolamento térmico de tubos de esgoto enterrados. Seu funcionamento normal só é possível em ambiente seco, portanto, o trabalho de isolamento é realizado em tempo quente e seco.

A tecnologia é simples:

1. Sob o tubo, são colocadas 2 camadas de membrana com sobreposição do tecido nas paredes da vala.
2. Preenche-se com argila expandida.
3. As bordas dos panos são colocadas sobrepostas sobre a argila expandida.

Quando exposto à umidade, esse material granulado perde suas propriedades. É aconselhável usá-lo em regiões de clima temperado, pois não é muito eficaz como isolante.

Como a base deste material é a argila, ele manteve todas as suas características. A argila expandida possui inércia química, não favorece processos de decomposição, mas é instável a impactos bruscos e absorve bem a umidade.

A densidade do material depende da sua marca. Existem vários tipos de argila expandida com diferentes densidades, formas e tamanhos de grânulos. A argila expandida de qualidade tem formato arredondado regular e estrutura interna uniforme.

Tinta isolante térmica como isolante

Visualmente, a tinta termo-isolante se assemelha à tinta comum. Sua vantagem é que pode ser aplicada em superfícies de qualquer formato. A camada de tinta forma um revestimento elástico e hermético que funciona como uma garrafa térmica.

O revestimento com altas características de economia de energia é um sistema multicamadas que inclui microesferas evacuadas de vários tipos, ligante acrílico, aditivos modificadores que resistem ao aparecimento de ferrugem na superfície de tubos metálicos e mofo.

Para a produção das microesferas, utilizam-se cerâmica, perlita, espuma de vidro e outras substâncias com propriedades de isolamento térmico. A tinta é muito prática de usar e cria um revestimento de longa duração.

O efeito do revestimento com essa tinta é o mesmo que o isolamento com lã mineral ou poliestireno expandido. Aplica-se tanto manualmente com rolo ou pincel, quanto com pulverizador.

Quando é necessário um cabo de aquecimento?

Se os tubos de esgoto, por impossibilidade de enterramento, forem colocados na superfície do solo, a forma mais eficaz de isolamento para eles será uma combinação de vários materiais mais cabo elétrico.

A seguinte seleção de fotos apresentará o processo de instalação do cabo de aquecimento:

Esse mesmo método de isolamento é recomendável também quando os tubos estão a uma profundidade menor que o nível de congelamento do solo.

A razão para a colocação de tubos de esgoto sem aprofundamento no solo pode ser o alto nível do lençol freático, solo rochoso, permafrost.

Existem produtos de dois tipos: resistivo e autorregulável. Para o primeiro, são necessários termostatos. Ele pode ser de um ou dois núcleos. A opção mais prática é o cabo autorregulável, que possui proteção eficaz contra superaquecimento e boa condutividade térmica.

Sua resistência diminui quando a temperatura baixa e aumenta quando a temperatura sobe. O terceiro tipo de cabo, o zonal, é usado quando é necessário fornecer calor apenas a seções específicas.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O autor responde à pergunta sobre a conveniência de isolar tubos localizados abaixo do nível de congelamento:

Vantagens do uso de cilindros de isolamento térmico de poliestireno extrudado:

O funcionamento sem avarias do sistema de esgoto depende em grande parte da qualidade do isolamento térmico dos tubos. Dentre todos os métodos existentes de isolamento térmico de tubos de esgoto, deve-se escolher aquele que corresponde às condições climáticas, à profundidade de colocação dos tubos e às características da tubulação.

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