Tubo de ferro fundido dúctil K7, K9 ou PN: como escolher a classe

Pedir "tubo de ferro fundido dúctil DN 300" não basta para fechar uma compra. Falta a classe, e é ela que define a espessura de parede, a pressão admissível, a altura de terra que o tubo suporta e o peso que vai chegar à obra. Na linha PAM Saint-Gobain, as opções mais usadas são as classes K7 e K9 e os tubos de série PN 10 e PN 16, voltados para irrigação. Este guia da Universidade Mininco mostra como ler cada uma e como chegar à classe certa sem superdimensionar nem economizar no lugar errado.

O que significa a letra K

Pela NBR 7675, alinhada à ISO 2531, a espessura nominal do ferro é calculada pela fórmula e = K (0,5 + 0,001 DN), em milímetros. O coeficiente K é um número inteiro da série 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12, e é ele que dá nome à classe. Quanto maior o K, mais grossa a parede. Para um mesmo DN, o diâmetro externo é idêntico em qualquer classe. Isso garante a intercambialidade: um tubo K7 e um K9 do mesmo DN usam as mesmas conexões, a mesma bolsa e o mesmo anel. A diferença fica para dentro, na parede e no diâmetro interno.

Nos tubos ponta e bolsa K7 e K9, o catálogo traz, por exemplo, 5,7 mm de ferro no K7 DN 300 contra 7,2 mm no K9. No DN 600, são 7,7 mm contra 9,9 mm. A tolerância para tubo centrifugado é de menos (1,3 + 0,001 DN) mm. As classes K5, K6 e K8 a K12 também têm pressões tabeladas e podem ser fornecidas sob consulta.

E os tubos PN?

Os tubos de série PN são designados pela pressão nominal, e não pela classe de espessura. Na linha PAM, os ponta e bolsa PN 10 e PN 16 do DN 150 ao 1200 pertencem à Linha Irrigação. O revestimento interno é de argamassa de cimento centrifugada, e o externo é de zinco metálico com acabamento epóxi azul. A bolsa recebe pintura amarela no PN 10 e laranja no PN 16, o que ajuda a separar os lotes no canteiro. A PSA desses tubos é de 1,0 MPa e 1,6 MPa, respectivamente.

Comparativo de espessura, massa e pressão

A tabela usa os valores do catálogo PAM para tubos ponta e bolsa com junta JGS. A PSA (pressão de serviço admissível) não inclui golpe de aríete.

DN	Classe	Espessura do ferro	Massa por metro	PSA	PMS	PTA
300	K7	5,7 mm	49,8 kg	3,8 MPa	4,6 MPa	5,1 MPa
300	K9	7,2 mm	60,4 kg	4,9 MPa	5,9 MPa	6,4 MPa
300	PN 10 / PN 16	não tabelada	43 kg	1,0 / 1,6 MPa	1,2 / 2,0 MPa	1,7 / 2,5 MPa
600	K7	7,7 mm	137,9 kg	2,6 MPa	3,1 MPa	3,6 MPa
600	K9	9,9 mm	168,4 kg	3,6 MPa	4,3 MPa	4,8 MPa
1000	K7	10,5 mm	316,2 kg	2,2 MPa	2,6 MPa	3,1 MPa
1000	K9	13,5 mm	375,0 kg	3,0 MPa	3,6 MPa	4,1 MPa

Duas leituras saem dessa tabela. A primeira: mesmo o K7 tem PSA bem acima da pressão de quase todas as redes de distribuição. A segunda: o ganho do K9 aparece mais na resistência a cargas externas do que na pressão interna. Para a pressão, quem costuma limitar é a junta. Um tubo K9 DN 300 com junta travada JTI, por exemplo, tem PSA de 2,0 MPa, e não de 4,9 MPa.

Como usar PSA, PMS e PTA no projeto

O catálogo separa a linguagem do projetista da linguagem do fabricante, e as três condições abaixo precisam ser atendidas ao mesmo tempo:

• PRP (pressão de cálculo em regime permanente, sem golpe) menor ou igual à PSA.
• PMC (pressão máxima de cálculo, com golpe de aríete e expansões futuras) menor ou igual à PMS.
• PTR (pressão de teste da rede na obra) menor ou igual à PTA.

A PSA de um tubo é calculada com coeficiente de segurança de 3 sobre a resistência mínima à ruptura e de 2 sobre o limite elástico mínimo. Mesmo assim, o golpe de aríete tem de ser calculado. O próprio catálogo dá um exemplo: numa linha DN 200 K9 de 1.000 m recalcando a 1,5 m/s, a parada brusca da bomba sem proteção gera cerca de 183 m de sobrepressão, pouco mais de 1,8 MPa. Em adutora por recalque, a classe precisa ser verificada contra a PMC, e não só contra a pressão de operação.

Recobrimento: onde o K9 faz diferença

As alturas máximas de recobrimento do catálogo combinam os cinco tipos de assentamento da ANSI A21.50 (AWWA C150) com os grupos de solo da ISO 10803. O tipo 1 é fundo plano com reaterro sem compactação, e o tipo 5 é berço granular compactado até o topo do tubo. Em solo de grupo A e assentamento tipo 1, sem carga rodante, o DN 300 admite 8,5 m no K7 e 13,2 m no K9. Em solo de grupo E, com granulação fina e alta plasticidade, o DN 600 tipo 1 cai para 2,3 m no K7 e 5,4 m no K9.

Com carga rodante, aparece também a altura mínima. No DN 400, em solo de grupo D e assentamento tipo 1, o K7 pede no mínimo 0,88 m de cobertura, enquanto o K9 trabalha com 0,36 m. Em travessia de rodovia, rua com tráfego pesado, vala rasa por interferência ou solo argiloso, essas diferenças costumam definir a classe. Em loteamento com vala padrão e solo granular, o K7 normalmente atende com folga.

Revestimento interno: escolha pelo fluido

Todos os tubos saem com argamassa de cimento centrifugada, de baixa rugosidade. A espessura nominal é de 3,0 mm do DN 80 ao 300, 5,0 mm do DN 350 ao 600 e 6,0 mm do DN 700 ao 1200. O tipo de cimento muda conforme a aplicação:

• Cimento de alto-forno: para a grande maioria das águas brutas e potáveis. Segundo o catálogo, só ele garante a manutenção da potabilidade. É o padrão da Linha Água para adutoras e distribuição.
• Cimento aluminoso: para águas agressivas (doces, ácidas ou muito abrasivas), esgoto doméstico com pH de 4 a 12 e águas pluviais. Suporta até 7 m/s em regime permanente e 10 m/s em regime intermitente. É o revestimento da Linha Esgoto conforme NBR 15420.
• Poliuretano: camada da ordem de 1,5 mm para efluentes industriais agressivos e trechos com pH abaixo de 4, como saídas de recalque de esgoto com risco de formação de H₂S.

Revestimento externo: escolha pelo solo

O padrão é zinco metálico com teor mínimo de 99% e 200 g/m², aplicado por projeção, com pintura de acabamento. Na Linha Água, a pintura é betuminosa, com 120 µm de média e 100 µm de mínimo, ou epóxi, com 80 µm de média e 70 µm de mínimo. Na Linha Esgoto, é epóxi vermelho com no mínimo 80 µm. O zinco forma uma camada de sais insolúveis e cicatriza pequenos danos. Para solo agressivo, o reforço é a manta de polietileno, com espessura mínima de 200 µm e aplicação conforme NBR 12588. O catálogo indica a manta para resistividade abaixo de 2.500 Ω.cm em solo mal drenado ou de 1.500 Ω.cm em solo bem drenado, pH abaixo de 5,5, aterros com escória ou resíduos e presença de correntes parasitas, como perto de ferrovias ou de redes com proteção catódica.

Roteiro rápido de escolha

1. Rede de irrigação com pressão de até 1,6 MPa e vala convencional: avalie PN 10 ou PN 16, que são mais leves.
2. Distribuição urbana e adutora por gravidade em solo bom: o tubo ponta e bolsa classe K7 da Linha Água costuma atender.
3. Recalque com golpe relevante, recobrimento alto ou raso sob tráfego, solo fino e plástico ou trechos travados: especifique o tubo ponta e bolsa classe K9.
4. Esgoto pressurizado: use a Linha Esgoto, com cimento aluminoso e epóxi vermelho, como no tubo K9 da Linha Esgoto.
5. Em casa de bombas e barrilete, combine com os tubos com flanges na mesma classe de pressão.

O panorama completo da linha, de tubos a tampões, está no guia de saneamento em ferro fundido.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre tubo de ferro fundido dúctil K7 e K9?

É a espessura de parede. A NBR 7675 calcula a espessura por e = K (0,5 + 0,001 DN), então o K9 tem parede mais grossa que o K7 no mesmo DN. No DN 300, por exemplo, são 7,2 mm contra 5,7 mm. O diâmetro externo é igual, por isso os dois usam as mesmas conexões e anéis. O K9 suporta mais pressão e, principalmente, mais carga de terra e de tráfego.

O tubo K7 aguenta a pressão de uma adutora comum?

Na maioria dos casos, sim. Com junta JGS, o K7 DN 300 tem PSA de 3,8 MPa e o DN 600 tem 2,6 MPa, valores bem acima da operação típica de redes de água. A verificação precisa incluir o golpe de aríete calculado, comparado com a PMS, e a junta usada. Com JTI, a pressão admissível cai bastante e passa a ser o fator que limita a escolha.

Quando usar tubo PN 10 ou PN 16 em vez de classe K?

Os tubos PN da linha PAM foram feitos para irrigação, com PSA de 1,0 MPa no PN 10 e 1,6 MPa no PN 16, do DN 150 ao 1200. Eles são mais leves: no DN 300, pesam 43 kg por metro, contra 49,8 kg do K7. Fazem sentido quando a pressão é baixa e conhecida, a vala é convencional e não há carga externa elevada.

Qual revestimento interno pedir para esgoto?

Para esgoto doméstico e efluentes com pH entre 4 e 12, o indicado é a argamassa de cimento aluminoso da Linha Esgoto, que resiste a ataques ácidos ocasionais e a velocidades altas. Para efluentes industriais agressivos ou trechos com pH abaixo de 4, como saídas de recalque com risco de H2S, o catálogo indica o revestimento de poliuretano.

Quando é preciso usar manta de polietileno no tubo?

Quando o solo é corrosivo. O catálogo PAM indica a manta para resistividade abaixo de 2.500 Ω.cm em solo mal drenado ou de 1.500 Ω.cm em solo bem drenado, pH abaixo de 5,5, aterros com escória ou resíduos industriais e presença de correntes parasitas. A manta tem no mínimo 200 µm e segue a NBR 12588. Nos trechos travados, ela aumenta o comprimento a travar.

Com o perfil da linha, as pressões e a sondagem em mãos, a equipe da Mininco ajuda a fechar a classe e o revestimento de cada trecho, com atendimento técnico a partir de Minas Gerais. Confira os tubos de ferro fundido dúctil disponíveis e solicite uma cotação para o seu projeto.