Medição de pressão na construção civil e engenharia: testes, protensão e piezometria

Teste hidrostático, protensão, prova de carga e piezometria: instrumentos KELLER para medir pressão e nível em obras e ensaios de engenharia, com registro dos dados com data e hora.

A rede de hidrantes do prédio precisa passar no teste hidrostático antes da vistoria. No subsolo vizinho, um piezômetro acompanha o lençol freático enquanto a escavação desce. Do outro lado do canteiro, a equipe de protensão estica as cordoalhas da laje lendo a pressão no manômetro do macaco. Nos três casos, a medição de pressão na construção civil vira documento: o número do relatório, do boletim de protensão ou da planilha de instrumentação é o que libera a obra.

Onde a construção e a engenharia medem pressão e nível

• Comissionamento de instalações prediais: testes hidrostáticos e de estanqueidade em água fria e quente (NBR 5626), hidrantes e mangotinhos (NBR 13714), chuveiros automáticos (NBR 10897) e redes internas de gás (NBR 15526). Cada norma ou procedimento define pressão de ensaio, duração e critério de aceitação; consulte a edição vigente.
• Protensão: o macaco hidráulico traciona a cordoalha e a força aplicada é obtida pela pressão do óleo. A execução de estruturas de concreto, incluindo a protensão, é tratada pela NBR 14931.
• Provas de carga: em fundações profundas (NBR 16903, prova de carga estática) e em estruturas de concreto (NBR 9607), a carga costuma ser aplicada por macacos hidráulicos em estágios.
• Instrumentação geotécnica: piezômetros e poços de monitoramento para acompanhar poro-pressão e nível d'água em escavações, rebaixamento de lençol, contenções e aterros.
• Ensaios de campo e de laboratório: ensaio de perda d'água sob pressão em sondagens, bancadas de ensaio de componentes, prensas e sistemas hidráulicos de institutos tecnológicos.

Condições de obra que derrubam a medição

• Testes longos ao tempo: sem registrar a temperatura, não dá para saber se a queda de pressão foi vazamento ou efeito térmico.
• Leitura fina em escala grande: num manômetro analógico de 0 a 25 bar, ver 0,2 bar de variação depende do olho de quem lê; o digital mostra o número.
• Prova documental: construtora, fiscalização e vistoria costumam pedir registro com data e hora, não uma anotação a lápis.
• Poeira, chuva, choques e pressões altas: macacos de protensão e de prova de carga trabalham na casa das centenas de bar.

Manômetros digitais para teste hidrostático e estanqueidade em obras

LEO Record: o teste que se documenta sozinho

O manômetro digital LEO Record mede pressão e temperatura uma vez por segundo e grava os dados em memória não volátil, com intervalo programável de 1 s a 99 dias ou por evento (mudança de pressão, ultrapassagem de limite). Ao final, a curva vai para o PC pelo software Logger da KELLER e pode ser exportada para Excel. Ela mostra se a pressão ficou estável e se a temperatura explica alguma variação.

Para o passo a passo do ensaio, veja como fazer e registrar o teste hidrostático de tubulação; para a entrega de instalações prediais, o guia de teste de estanqueidade em instalação hidráulica (NBR 5626).

LEO 2: leitura rápida com máximo e mínimo

Quando o que importa é ler na hora e saber o pico, o manômetro digital LEO 2 é mais simples: mede duas vezes por segundo e mostra no visor a pressão atual junto com o máximo ou o mínimo desde o último RESET. Precisão < 0,1 %FS à temperatura ambiente e margem de erro total < 0,2 %FS entre 0 e 50 °C, faixas de -1…3 bar até 0…700 bar, IP65, 125 g.

Manômetros para macaco hidráulico de protensão e prova de carga

No macaco, o manômetro não mede força: mede a pressão do óleo. A força sai da área efetiva do êmbolo, e a relação pressão × força de cada conjunto macaco-bomba-manômetro vem da calibração desse conjunto.

F = p × A (com 1 bar = 0,1 N/mm²)

Exemplo hipotético: macaco com área efetiva de 100 cm² (10.000 mm²) a 500 bar → F = 50 N/mm² × 10.000 mm² = 500 kN (≈ 51 tf). Com um LEO Record de 0…700 bar, a resolução de 100 mbar corresponde a 0,1 kN nesse macaco, e o erro de ±0,1 %FS (±0,7 bar) a cerca de ±0,7 kN. Faça essa conta com a área do seu macaco antes de escolher a faixa.

Cuidados na protensão e na prova de carga:

• Atrito interno do macaco: o atrito faz a força real ser menor que p × A. Por isso a leitura pelo manômetro tende a superestimar a carga, e ela não substitui a calibração do conjunto nem a célula de carga quando o procedimento a exige.
• Estágios e tempos: a prova de carga estática é feita em estágios com leituras ao longo do tempo. Registrar a pressão com data e hora ajuda a mostrar que a carga ficou mantida em cada estágio; os critérios estão na norma aplicável.
• Faixa com folga: escolha um fundo de escala acima da pressão máxima de trabalho do macaco, sem exagero, para não perder resolução. E confira a sobrepressão admissível no datasheet.

Para bancadas e sistemas de aquisição contínua (prensas, macacos instrumentados, ensaios de componentes), um transmissor faz mais sentido. O transmissor de pressão Série 21 Y tem faixas de 2 a 1000 bar (absoluta/selada; relativa de 2 a 10 bar), saída 4…20 mA ou 0…10 V e frequência de até 2 kHz, para ver picos de comutação. A faixa de 1000 bar é indicada só para aplicações estáticas, e a margem de erro total é de até ±1,0 %FS entre 0 e 50 °C.

Sondas de nível e data loggers para piezometria e rebaixamento do lençol freático

Num piezômetro tipo Casagrande ou num poço de monitoramento, a leitura manual com pio elétrico dá um ponto por visita. Um sensor de pressão no fundo do tubo dá a curva completa, e é nela que aparece a resposta do lençol ao bombeamento, à chuva e à escavação. Antes, confira o diâmetro interno do tubo: os sensores abaixo têm Ø22 mm.

A conversão é direta: 1 m de coluna d'água ≈ 0,098 bar (98 mbar). Daí a armadilha: uma variação de 10 mbar na pressão atmosférica equivale a cerca de 10 cm de água. Um sensor absoluto sem compensação barométrica "vê" o lençol subir quando chega uma frente fria. Há três saídas:

• Sensor relativo (PR) com capilar no cabo, que referencia a medição à atmosfera.
• Dois sensores absolutos, um submerso e outro na superfície, com a diferença calculada no PC.
• Sensor absoluto com barômetro integrado na eletrônica de superfície (método absoluto-absoluto).

Data logger autônomo DCX-22 para monitoramento sem energia no local

O data logger submersível DCX-22 é um tubo de aço inox 316L de Ø22 mm com sensor, eletrônica e pilha, feito para registrar pressão hidrostática e temperatura por longos períodos. Margem de erro típica de 0,05 %FS (máx. 0,1 %FS) na faixa compensada de -10…40 °C, faixas de 10 a 100 m de coluna d'água, memória para 57.000 medições (intervalo de 15 s; 28.000 com intervalos maiores) e pilha com vida útil de 10 anos a uma medição por hora. As versões SG/VG deixam a eletrônica no topo do poço, e a coleta é feita sem retirar o sensor; a versão AA traz o barômetro integrado, sem tubo de ventilação, o que ajuda em poços muito úmidos.

Sonda de nível Série 36 XW para telemetria e automação do rebaixamento

Quando o nível precisa chegar ao CLP ou a um sistema de telemetria, por exemplo para comandar as bombas de um rebaixamento, a sonda de nível Série 36 XW entrega 4…20 mA ou 0…10 V e mantém a saída digital RS485, com até 128 transmissores no mesmo barramento. Ø22 mm, IP68, partes molhadas em 316L/Viton e cabo de polietileno.

Na 36 XW, as faixas de 100 a 500 mbar são feitas a partir da de 1 bar, com precisão de ±1 mbar (0…50 °C), cerca de 1 cm de coluna d'água.

Institutos de ensaio e laboratórios de engenharia

Quem ensaia materiais, componentes ou sistemas hidráulicos precisa de uma referência mais precisa que o instrumento de campo. O transmissor de alta precisão Série 33 X tem precisão de 0,05 %FS na saída digital RS485 (10…40 °C) e, sob encomenda, 0,01 %FS em versões absolutas (PA/PAA 33 X). As faixas vão até 1000 bar, com saída analógica 4…20 mA ou 0…10 V programável e frequência de amostragem de 400 Hz. A versão 35 X tem membrana rente e rosca G 1/2". Na versão padrão, ela serve de referência para conferir o LEO 2 e manômetros analógicos entre calibrações; para conferir um LEO Record (0,1 %FS), use a opção de 0,01 %FS.

Em ensaios de perda d'água em sondagem, com estágios de pressão crescentes e decrescentes, o LEO Record registra cada estágio com data e hora e elimina a transcrição manual.

Como escolher o instrumento certo para a sua obra

1. O que você precisa provar: estabilidade de pressão num teste (registrador), valor pontual e pico (manômetro com MAX/MIN), nível contínuo (sonda ou data logger) ou sinal para controle (transmissor).
2. Faixa: parta da pressão de ensaio ou de trabalho e escolha um fundo de escala com folga, sem perder resolução.
3. Referência: relativa para teste de tubulação e macaco; para nível, decida como será compensada a pressão atmosférica.
4. Ambiente: IP65 para uso ao tempo protegido; IP68 para instrumentos submersos.
5. Registro e saída: memória interna, 4…20 mA, 0…10 V ou RS485, conforme quem vai ler o dado.
6. Calibração: a Kelltech emite certificado de calibração rastreado mediante solicitação.

Limites e cuidados

• O LEO Record mede uma vez por segundo: não captura golpe de aríete nem transientes de milissegundos, e não foi feito para ficar submerso. Trabalha de 0 a 50 °C; em laje exposta ao sol, mantenha-o à sombra.
• Teste pneumático (ar ou nitrogênio) armazena muito mais energia que o hidrostático: siga o procedimento aprovado, isole a área e tenha um responsável técnico.
• Sondas PR com capilar podem ter condensação interna em dias quentes e úmidos; se o cabo não terminar em local seco, a KELLER recomenda cartucho de sílica-gel na ponta do capilar.
• Em redes de gás em operação ou qualquer local com atmosfera explosiva, a regulamentação brasileira exige certificação Inmetro. Nenhum produto vendido pela Kelltech tem essa certificação, e as versões Ei têm apenas certificação europeia (ATEX). A equipe técnica avalia cada caso.

A Kelltech, distribuidora oficial da KELLER no Brasil, já atendeu construtoras, empresas de engenharia e institutos de ensaio de referência (veja a lista abaixo).

Tem um teste, uma protensão ou uma rede de piezômetros para instrumentar? Envie para a equipe técnica da Kelltech a aplicação, a faixa de pressão ou de nível, o meio, a temperatura, o tipo de sinal ou registro e a quantidade de pontos. Com isso indicamos modelo e configuração.

Fale com um especialista e encontre o produto certo para a sua aplicação.Equipe técnica da Kelltech, distribuidora oficial KELLER no Brasil.

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