Questão:
Por que as redes de água quebram no inverno?
James Jenkins
2015-02-20 21:24:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pode ser apenas minha percepção, mas parece que as ondas de água (pelo menos em Pittsburgh PA) são mais comuns no inverno durante o tempo frio. Pode ser que sejam mais notícias dignas no inverno (água + frio = gelo> notícias).

As canalizações de água têm maior probabilidade de quebrar no inverno? Em caso afirmativo, o que pode ser feito para limitar ou prevenir a ocorrência?

Na ausência de dados históricos para comprovar isso, estou cético. Existem muitos casos de rompimento da rede elétrica aqui no leste do MA na primavera ou no verão (principalmente devido à idade).
Quatro respostas:
#1
+15
Dave Tweed
2015-02-20 21:43:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

O frio faz as coisas encolherem. Apesar de estar enterrado - presumivelmente abaixo da linha de geada - tanto o solo fora do tubo quanto a água dentro dele são muito mais frios no inverno do que no verão. Isso faz com que os segmentos de tubo encolham, colocando tensão nas juntas e aumentando as chances de falha de um tubo fraco. Por outro lado, o clima quente coloca as juntas sob compressão, ajudando a selar quaisquer vazamentos.

Além disso, o solo se desloca durante os ciclos de congelamento / degelo (também conhecidos como "ondas de gelo"), e isso pode causar tensões adicionais no canos, mesmo abaixo da linha de geada - especialmente se um vazamento antigo lavou parte do solo que sustenta o cano.

Não há realmente nada que eu saiba para mitigar isso para os canos existentes. Quaisquer medidas preventivas devem ser postas em prática quando o tubo é instalado pela primeira vez. Por exemplo, colocar uma camada de pedra triturada em torno de um tubo ajuda a desacopla-lo mecânica e termicamente do solo circundante.

O frio também torna muitos materiais mais frágeis, especialmente o aço e, portanto, sujeitos a falhas.
Também muito importante nisso é que a água, ao contrário de quase TUDO MAIS no universo, se expande conforme fica mais frio, especificamente de 4 ° C para baixo. Assim, enquanto o tubo ao redor dele se contrai, a água se expande, exercendo ainda mais pressão.
@TrevorArchibald: A pressão da água dentro da tubulação é regulada pela concessionária; a temperatura da água não tem nada a ver com isso. E toda a ideia de colocar canos abaixo da "linha de gelo" é que eles fiquem acima de 4 ° C de qualquer maneira.
@DaveTweed A pressão da água dentro do tubo é regulada quando a água está sob condições normais e fluindo. Quando as coisas dão errado e a água começa a congelar por vários motivos, a expansão da água oposta à contração do cano entra em ação. Sem mencionar que a "linha de gelo" usada no design é um número bastante difuso que pode variar com os novos extremos do clima.
@Dopeybob435: Nunca ouvi falar de um sólido congelante principal de água (em todo o seu diâmetro), que é o que seria necessário para criar um problema de pressão. Você tem alguma evidência disso?
No que diz respeito ao serviço público de água, não tenho experiência pessoal com eles congelando, embora outras jurisdições tenham. Só para dividir os fios de cabelo, eu não acho que o tubo precisa ser totalmente congelado para que a expansão do gelo comprometa a tubulação, ele só precisa fazer uma ponte em uma grande parte. Lista incompleta de exemplos: http://www.startribune.com/local/west/245699131.html, http://minnesota.cbslocal.com/2014/04/14/tough-winter-leaves-municipal-water-towers- congelado /, http://wi-weston.civicplus.com/DocumentCenter/View/1582
@Dopeybob435, embora seu segundo comentário seja interessante, não apóia a primeira frase de seu primeiro comentário sobre as variações da pressão da água. Mas ele apóia as duas últimas frases do seu comentário, você pode considerar desenvolver isso junto com seus links em uma resposta. Mas 2 dos seus 3 links não tratam de adutoras, mas sim de torres de água e linhas laterais.
#2
+4
Greg Cassaro
2016-02-27 09:06:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

As falhas de abastecimento de água são maiores nos meses de inverno do que na primavera ou verão. Como um prestador de serviços de água no norte de Illinois, temos cerca de 120 falhas por ano com mais de 20 anos de dados. A cada ano temos 90 dos 120 entre dezembro e março (fato). A questão que de fato é difícil de definir é por quê? Aqui estão os fatos que vejo ano após ano e em que baseio minha opinião.

  • A cada ano, conforme a geada ganha profundidade e velocidade de 30 a 90 centímetros, entre 15 de dezembro e 7 de janeiro teremos 25 pausas principais.
  • De 7 de janeiro a 21 de fevereiro. A geada fica a 3 pés, teremos 40 pausas principais.
  • De 21 de fevereiro a 20 de março como a geada está saindo rapidamente de 3 pés até 1 pé ou menos teremos 25 interrupções principais.
  • Muitos dos tubos mais antigos são feitos de ferro fundido, que é muito rígido e quebradiço. é como tentar dobrar uma bengala de doce. 95 por cento das falhas ocorrem neste tipo de tubo.
  • O tubo mais novo é feito de tubo de ferro dúctil menos armado, permitindo que se flexione e dobre com a velocidade e profundidade do gelo para dentro e para fora.

No que diz respeito às redes de água congelada, as duas únicas que conheci eram ambas rasas, com 1,20 m ou menos, um beco sem saída, e muito poucas linhas de serviço nelas 1 ou duas. Eu poderia ir sobre e sobre o assunto, mas que se saiba, eu tenho observado geadas, tempo frio, idade do tubo e composição do material por 24 anos e toda a falha da rede de água ainda é um grande mistério por muitos dias. Superintendente de Serviços Públicos de Água Northern Illinois.

#3
+2
Tom Price
2015-03-01 00:28:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Até onde eu sei, existem dois fatores principais, carga de fadiga e baixas temperaturas.

Tubos enterrados abaixo das estradas sofrem carga de fadiga do tráfego, o que é surpreendente. Literalmente, carros passando sobre a superfície da estrada impõem uma carga aos canos, mesmo que seja uma carga muito pequena. No entanto, isso acontece muitas vezes ao dia e os tubos permanecem no solo por longos períodos. Isso significa que eles experimentam milhões de cargas de ciclo de fadiga ao longo de décadas (mais de 50 anos não é incomum para gasodutos, pelo menos).

Adicione a ciclagem térmica graças ao clima e aos tubos metálicos (e de plástico, para em menor grau) se tornará quebradiço em baixas temperaturas.

Você pode ver onde isso vai dar.

Corrosão causada pela água é outro fator etc etc etc e basicamente é um ambiente surpreendentemente hostil para algo que tem que durar tanto tempo.

#4
+1
Chris Parrish
2015-02-21 02:52:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A rede de água não congela. A pressão da água é regulada ao longo do caminho (torres de água, etc.), de forma que a temperatura não afeta a pressão. Elevações de solo congeladas, contração de tubos frios e tubos frios são mais frágeis.

Bem-vindo à Engenharia. Você poderia expandir um pouco mais sua resposta, por favor? Como está escrito, sua resposta não aborda realmente a questão mais ampla levantada.


Estas perguntas e respostas foram traduzidas automaticamente do idioma inglês.O conteúdo original está disponível em stackexchange, que agradecemos pela licença cc by-sa 3.0 sob a qual é distribuído.
Loading...