Deseori iarna temperatura scade sub 0 grade, iar apa îngheaţă. Acest lucru ajunge să fie un lucru foarte dăunător pentru ţevi, cabluri sau orice alt element de infrastructură. În acest articol o să vedem de ce și ce putem face pentru a extinde durata de viață a elementelor de infrastructură. Infrastructura este scumpă, dar este acceptabil dacă ea poate fi exploatată o lungă perioadă de timp. Noi vom considera infrastructura din curte, dar multe din informațiile prezente aici sunt valabile și în cazul infrastructurii de pe spațiul public.
Dacă înțelegeți și fixați unele informații din acest articol, atunci o să înțelegeți o grămadă de alte metode de conservare a elementelor constructive precum fundații, condiții termice în clădiri subterane, creșterea culturilor în sere, etc. Da, un cablu sau o țeavă este ca o plantă, dacă nu o protejezi o să moară. Mai jos vom vedea tot felul de probleme. Avantajele îngropării cablurilor și țevilor în pămând va reprezenta evitarea problemelor pe care le vom vedea.
De ce sunt degradate elementele neîngropate?
Degradarea elementelor de infrastructură are legătură cu diferența de temperatură, expunerea la ultraviolete, îngheț și expunerea unor tipuri uzuale de plastic la medii toxice și corozive. Nu doar înghețul deteriorează corpul elementelor de infrastructură ci și variația de temperatură. Imaginați-vă că mișcarea involuntară a cablurilor datorată contractării și dilatării termice. Imaginați-vă că cineva ar încerca să tragă în mod constant de o legătură electrică sau de un cot al unui rețele de apă. Va face asta în mod repetat de fiecare dată când se schimbă vremea sau bate vântul sau se pune gheață.
Dacă filmați un cablu câteva luni de zile și derulați înregistrarea foarte repede, atunci o să observați că acel cablu s-a zbătut înainte și înapoi de foarte multe ori. Este ca și cum l-ar fi zguduit cineva invizibil. Aceasta este doar partea mecanică. Îmi amintesc că trăgeam fibră optică pe stâlpi în București. O făceam ziua în timpul zilei. Iarna, pentru că t0t cablul s-a contractat, fibrele s-au smuls din cutia de joncțiune. Aveam impresia că se urca cineva iarna pe stâlp și imi trăgea de fibră. M-am prins într-un sfârșit că era de la dilatarea termică pentru că de fiecare dată lipseau total fibrele din interiorul cablului.
A doua parte pe care o putem considera este cea chimică. Structura chimică a plasticului este modificată în urma acestor schimbări de temperatură și a expunerii la diferite alte chimicale. Se fac tot felul de eforturi pentru a utiliza mase plastice din ce în ce mai rezistente sau de a încorpora metale protejate în învelișurile de protecție. Cu toate astea nu s-a ajuns la un succes nebun. Componenta chimică este destul de greu de separat de cea mecanică pentru că deteriorarea vizibilă este de obicei rezultatul ambelor părți discutate.
Degradarea cablurilor electrice neîngropate sau neprotejate
Apa sau vaporii de apă ajung peste tot în masa unui cablu, mai ales începand cu capetele sau cu unele puncte în care izolaţia a fost ciupită sau julită. Acei vapori ajung să se condenseze în picături de apă când ating punctul de rouă. Primul lucru care se va întâmpla cu cablu va fi să dezvolte nişte forţe interne când apa condensată pe cablu va îngheţa, an de an forţele vor împinge în pereţii izolaţiei electrice până va forţa izolaţia. Cablurile subterane sunt făcute pentru a fi îngropate în întregime. Ele au o izolaţie care nu este rezistentă la ultraviolete sau la acţiunea directă a soarelui.
An de an elasticitatea izolaţiei o să scadă din cauza soarelui, iar forţa de dilatare şi contractare a apei din cablu o să streseze izolaţia tot mai mult. Un alt aspect al dilatării este dilatarea metalului în sine. Cuprul şi aluminiul au un coeficient de dilatare foarte mare la schimbarea temperaturii. La cablurile subţiri, mai ales cele liţate, aceasta forţă de dilatare este neglijabilă. Cablurile îngropate stau la o temperatură constantă a solului, iar dacă sunt dimensionate corect vor avea o dilatație termică neglijabilă a materialului din care este făcut conductorul.
Pentru cablurile groase, forţa cu care ele se dilată este enorm de mare încât producatorii fac izolaţiile electrice cu un grad de flexibilitate pentru condiţiile de exploatare, mai degraba decât să construiască o izolaţie mai groasă şi mai solidă. Însă este important ca izolaţia să îşi poată păstra această elasticitate. Acest lucru se întamplă în special la cablurile groase de branşament. Dacă izolația îngheață, ea își va pierde în câțiva ani această elasticitate.
Ce tip se conductori se utilizează în instalațiile neîngropate?
Până nu de mult se foloseau cabluri neizolate. Cablurile neizolate nu aveau genul acesta de problemă pentru că nu aveau izolaţie care să prindă apa între ele şi conductorul de metal. Conductorul metalic nu stresa mecanic izolaţia pentru că nu aveau vreo izolaţie. Mai mult decât atât, fiind neînvelite într-o cămaşă de plastic se răceau mult mai bine fiind ventilate de vânt şi aveau un amperaj maxim mult mai mare pentru acelaşi diametru al cablului comparativ cu cablurile izolate.
Știu că ne-am propus să discutăm de cabluri îngropate, dar motivul pentru care tratez și idea asta este că sunt situații unde nu le poți îngropa din cauza situației sau a resurselor financiare reduse. Lucrările cu cabluri îngropate sunt mai ieftine pe termen scurt, dar au un cost inițial mai mare. Aş vrea să mai adaug că iarna, când consumul energetic este cel mai mare, situația cablului neizolat avea și avantaje. Consumul mare provenea din eforturile mari de încălzire pe curent cu reşeuri, centrale electrice şi aer condiţionat, etc. Am scris un articol special despre Tipuri de cabluri și conductori pentru rețelele de joasă tensiune*.
Aceste cabluri erau foarte bine răcite de temperatura scăzută de afară. Era o situație fericită din acest punct de vedere. Dezavantajele cablurilor neizolate este că sunt expuse elementelor şi oxidează, chiar dacă asta se întamplă în 20-30 de ani. Celălalt dezavantaj este că de fiecare data când o pasare ceva mai mare ajunge pe un altfel de cablu ele tind să atingă ambele cabluri şi sunt electrocutate, fac scurt, mor şi cad pe sol. Cablurile neizolate au permis și condiții tehnice pentru pierderi energetice enorme pe rețelele de joasă tensiune.
Degradarea ţevilor și conductelor neîngropate şi neprotejate
Când spun ţevi mă gândesc la ţevile de gaz, cele de apă şi cele de canalizare. Acestea sunt cele mai întâlnite ţevi într-o gospodărie. Ţevile de apă sunt făcute din oţel sau mai nou din cupru sau PEHD, adică polietilenă de înaltă densitate. În momentul în care apa din ele îngheaţă prin mărirea volumului, ele tind să se spargă pentru că se suprasolicită mecanic materialul. Pentru ţevile PEHD tendinţa de spargere este la conexiuni pe când la cele metalice au loc în special pe zona de țeavă simplă. Țeava de PEHD este flexibilă și poate fi întinsă mult mai mult radial decât cele metalice până se va rupe.
Instalațiile de apă din PEHD mai au un avantaj termic pentru că fiind făcute din plastic ajung să înghețe un pic mai greu decât cele din metal. Țeava de PEHD este mai ieftină decât cele metalice pentru un diametru dat, iar având un diametru mai mare înseamnă că și apa care trebuie să înghețe pe țeavă este mai multă și se întâmplă un pic mai lent. Indiferent din ce este construită țeava de apă, dacă apa îngheață, atunci toată alimentarea cu apă se oprește. Asta a fost partea mecanică care este câștigată de PEHD dacă țeava este neîngropată.
La partea cu deteriorarea chimică lucrurile stau exact invers. Cuprul și țevile metalice în general sunt mult mai durabile din punct de vedera al expunerilor la intemperii și mai ales la expunerea la temperaturi înalte și la ultraviolete. Țevile de plastic se deteriorează accelerat când pe acele țevi circulă un fluid mult prea fierbinte. În articolul Ce țevi să alegem pentru instalațiile de apă și cele sanitare?* am explicat pe lung aspecte care țin de alegerea țevilor și a tipului de material.
Protejarea tuburilor de canalizare şi evitarea blocajelor
Dacă un tub de canalizare îngheaţă, fie că este vorba de tubul spre conducta de canalizare sau cel spre fosa septică, canalizarea va ajunge să se blocheze. Cu alte cuvinte te trezeşti cu excremente plutitoare prin baie sau bucătărie. Acest lucru se întâmplă pentru că tubul este astupat de gheaţă sau alte materiale solide. Întotdeauna recomand un tub de 110 mm diametru sau mai mare precum cea de 125 mm, 200 mm sau 250 mm. Nu fac referire la refulări, aici este vorba de un simplu blocaj cu apă gri îngheţată care astupă canalizarea parțial sau total.
Tubul de canalizare nu trebuie să fie prea subţire. Dacă este prea subţire se înfundă sau îngheaţă uşor. Pentru o locuinţă, un diametru de 110 mm este ideal. De asemenea, trebuie să fiți atenți și la unghiul de coborâre al tubului. În articolul Cum se calculează panta de scurgere pentru tuburile de canalizare?* am explicat pe lung felul în care trebuie executată o lucrare de canalizare. Pentru moment este important să rețineți că orice conductă amplasată în exteriorul locuinței sau a unui spațiu încălzit pe timp de iarnă trebuie să fie îngropat sub adâncimea de îngheț.
Dacă la conductorii electrici mai merge să abuzăm de ei și în situația în care sunt îngropați doar superficial, la canalizare chiar nu merge. Efectele se văd imediat. Sau mai bine zis, se miros imediat. Acest articol nu face decât să atingă problema, dar voi reveni cu viitoare articole ceva mai detaliate pentru a explica în detaliu situații mai concrete.