Winterização 101: a Ciência dos tubos congelados

como engenheiro profissional, examino frequentemente componentes de construção que falharam. E fico sempre impressionado com o facto de a maioria das casas danificadas por tubos congelados serem novas construções. Isto fez-me pensar o que é que as pessoas que estão a construir estas casas não consideraram os edifícios construídos asey que mais tarde se revelariam vulneráveis. Todos sabemos que vários dias e noites de tempo invulgarmente frio muitas vezes resultam em canos gelados e quebrados. As falhas daí resultantes induzem a água a fluir do tubo quebrado até que alguém o repare, encontre a válvula de Fecho apropriada e pare o fluxo. Os danos resultantes podem ser dispendiosos de reparar.

a resposta mais simples para a questão de por que isso acontece é porque o tubo ficou muito frio. Mas isso não explica como os canos podem ser vulneráveis, ou o que faz alguns canos congelar e romper, enquanto outros não. A minha simples compreensão é que à medida que a água em apipe congela e se expande, ela empurra para fora das paredes do tubo até que se estiquem e rebentem.

mas um estudo da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign indica que, embora este pode acontecer, raramente acontece. É mais comum que o gelo se forme dentro do tubo e tente expandir ao longo do comprimento do tubo, de acordo com o estudo.

a água é incompressível, pelo que, quando a água está confinada entre o gelo expansivo e um suporte fechado, a pressão aumenta até às piperuptures. A ruptura ocorrerá na parte mais fraca do tubo segurando o fluido confinado. Portanto, o tubo mais provável irrompe para longe do local de congelamento real, e a pressão da água em um volume confinado é acriticamente importante parte da causa subjacente.Algumas soluções
dito isto, a melhor maneira de evitar que um tubo congele para mantê-lo quente o suficiente para que a água dentro permaneça acima do ponto de descongelação.

a forma mais comum de aquecer um tubo é deixá—lo exposto ao ar interior quente, na maioria das vezes através da localização de tubos dentro de paredes interiores-onde a temperatura em ambos os lados da parede é geralmente bem acima do zero. Alternativamente, se um tubo deve ir em uma parede exterior, um construtor pode localizar o tubo de modo que ele se encontra entre a sala quente ea parede de isolamento. Neste caso, mesmo que o tubo seja mais frio do que a sala adjacente, desde que haja uma insulação suficiente para o exterior do tubo para mantê-lo quente, é provável que não congele.

finalmente, em certas circunstâncias, pode-se ter que instalar traços de calor em um pipeto aquecê-lo diretamente. O traço de calor é uma fita de aquecimento resistente que envolve ao redor do tubo e usa eletricidade para manter quente—um tipo de aquecedor elétrico para o tubo. Infelizmente, isto é caro para instalar e operar, e torna-se ineficaz se houver uma falha de energia.

para tubos que não são activamente mantidos quentes, é possível reduzir o arrefecimento isolando o tubo. O isolamento ajuda a prevenir a congelação de duas maneiras. Primeiro, o isolamento funciona diminuindo o terato de resfriamento condutor – isto é, a água perdendo calor diretamente para as paredes do tubo, e as paredes do tubo perdendo calor diretamente para o ar circundante. Em segundo lugar, o isolamento também pode fornecer proteção contra o resfriamento Convectivo, ou seja, resfriamento que resulta do ar frio soprando no tubo e carreyingheat a uma velocidade acelerada. Quando um tubo é exposto a uma fuga de ar, o ar frio soprado contra o tubo aumentará rapidamente a taxa de arrefecimento e, subsequentemente, aumentará a capacidade do tubo para congelar, uma espécie de efeito de arrefecimento do vento.

outra forma de evitar a explosão é aliviar a pressão em ambos os lados de um congelamento. In manyinstances, outdoor water faucets may be winterized by closing a valve inside the house, somewhere along the length of the pipe, and then opening the outstortap. Mesmo que a torneira seja aberta apenas o tempo suficiente para drenar parcialmente a linha, uma vez fechada, resultará num volume de ar entre a torneira e a água que permanece no tubo. Neste caso, o gelo em expansão tenderá a comprimir o volume de ar e evitar que a pressão exceda a resistência do tubo e das suas ligações.