2.5 Golpe de Aríete
Existe um fenômeno que ocorre nas tubulações dos sistemas hidráulicos conhecido por o Golpe de Aríete. Este nome se originou de uma antiga máquina de guerra utilizada para arrombar portas e muralhas. Era formada por um tronco que tinha numa das extremidades uma peça de bronze, semelhante a uma cabeça de carneiro. Nas instalações hidráulicas ocorre algo semelhante quando a água ao descer em velocidade elevada pela tubulação, é bruscamente interrompida. Isto provoca golpes de grande força (elevações de pressão) nos equipamentos da instalação.
Explicando melhor
Se um líquido estiver passando por uma calha e de repente interrompermos a sua passagem, seu nível subirá rapidamente, passando a transbordar pelos lados. Se isto ocorrer dentro de um tubo, o líquido não terá por onde escapar e provocará portanto um aumento de pressão contra as paredes do tubo, causando sérias conseqüências na instalação.
Situação 1 – Válvula fechada: Temos apenas a pressão estática da rede (pressão normal).
Situação 2 – Válvula aberta: A água começa a descer, aumentando gradativamente sua velocidade dentro do tubo. A pressão contra as paredes se reduz ao máximo.
Situação 3 – Fechamento rápido da válvula: Ocorre interrupção brusca da água, causando violento impacto sobre a válvula e demais equipamentos, além de vibrações e fortes pressões na tubulação. Alguns tipos de válvulas de descarga e registros de fechamento rápido provocam o efeito do Golpe de Aríete.
O que se deve fazer para evitar ou eliminar os Golpes de Aríete?
Utilizar válvulas de fechamento lento. Existem algumas marcas de válvulas de descarga que possuem dispositivos anti-golpe de aríete, que tornam o fechamento da válvula mais suave. Principalmente em prédios, é preferível utilizar caixas de descarga, pois além de consumirem menor quantidade de água, não provocam Golpe de Aríete.
Em locais com válvulas já instaladas, procure antes verificar se é possível regula-las para que fechem lentamente. Caso não seja possível, opte pela troca desta válvula.
Formas de Amenizar o Problema:
1) Utilização de válvulas de descarga e registros com fechamento mais suave.
2) Em prédios será preferível a utilização de caixas de descarga, pois além de consumirem menor quantidade de água, não provocam gole de aríete.
3) Aspeças de utilização deverão ser locadas na parede oposta a contigua aos ambientes habitados ou, a impossibilidade disso, utilizar dispositivos antirruídos nas instalações.
4) Utilizar vasos sanitários acoplados a caixa de descarga, em vez de válvulas de descarga.
5) Deixar um recobrimento mínimo de 50mm (tijolo maciço, argamassa, ou tijolo * argamassa) na face voltada para dormitórios, salas de estar, íntima, escritórios.
Perda de carga
Inicialmente afirmamos que só podemos aumentar a pressão se também aumentarmos a altura.
Como explicar o fato de que podemos aumentar a pressão em um chuveiro se fizermos o traçado da tubulação mais reto ou aumentarmos o seu diâmetro? Em laboratórios, pode se verificar que o escoamento da água nos tubos pode ser turbulento(desorganizado). Com o aumento da velocidade da água na tubulação, a turbulência faz com que as partículas se agitem cada vez mais e acabem colidindo entre si. Além disso, o escoamento causa atrito entre as partículas e as paredes do tubo.
Assim, as colisões entre as partículas com as paredes dos tubos, dificultam o escoamento da água, o que gera a perda de energia. Podemos dizer então que “o líquido perde pressão” ou seja: “houve perda de carga”.
Tubos com paredes lisas permitem um escoamento da água com menos turbulência, o que reduz o atrito. Ou seja, assim teremos menos choques entre as partículas da água e, portanto, menor perda de carga.
Tubos com paredes rugosas aumentam a turbulência da água, pois geram maior atrito. Assim, teremos mais choques entre as partículas da água e, portanto, maior perda de carga.
É importante lembrar que na prática não há escoamento em tubulações sem perda de carga. O que deve ser feito é reduzi-la aos níveis aceitáveis. Os tubos de PVC, por terem paredes mais lisas, oferecem menores perda de carga.
Classificação das perdas de carga
Distribuída:
É aquela que ocorre ao longo da tubulação, pelo atrito da água com as paredes do tubo. Quanto maior o comprimento do tubo, maior será a perda de carga. Quanto menor o diâmetro, maior também será a perda de carga.
Localizada
Nos casos em que a água sofre mudanças de direção como, por exemplo, no joelhos, reduções, tês, ocorre ali uma perda de carga chamada de “localizada”. Isto é fácil de entender se pensarmos que nestes locais, há uma grande turbulência concentrada, a qual aumenta os choques entre as partículas da água.
É por isto que quanto maior for o número de conexões em um trecho de tubulação, maior será a perda de pressão neste trecho ou perda de carga, diminuindo a pressão ao longo da rede.
2.5.1 BombaD’água
A bomba d\água é um dispositivo que está presente no sistema de recalque de qualquer edificação e de indiscutível importância. Porém, antes de adquirirmos uma bomba é importante conhecermos os modelos existentes no mercado:
1.Bomba Submersa
É o tipo ideal e de maior rendimento para poços de qualquer profundidade.
O conjunto moto-bomba é instalado dentro do poço, submerso em alguns metros abaixo do nível dinâmico, funciona silenciosamente e requer pouquíssima manutenção quando bem especificado e corretamente instalado.
2.Bomba Centrífuga
Bombas Centrífugas são bombas hidráulicas que têm como princípio de funcionamento a força centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando líquido do centro para a periferia do conjunto girante.
A Bomba centrífuga é o equipamento mais utilizado para bombear líquidos no saneamento básico, na irrigação de lavouras, nos edifícios residenciais, na indústria em geral, transferindo líquidos de um local para outro.
Tem grande limitação devido ao fato de que sua utilização somente é possível em poços onde o nível dinâmico (inferior) não ultrapasse a profundidade de aproximadamente 8 metros, no máximo.
3.Compressor de AR
Tem um funcionamento prático e simples. Trabalha na superfície, com motor elétrico ou diesel, tendo em sua instalação dois tubos até o fundo do poço, sendo um tubo para recalque da água e o outro de menor diâmetro para injeção de ar.
É o ideal para poços onde exista grande volume de areia misturado a água ou com tendência a acumular sedimentos e também para locais com indisponibilidade de energia elétrica, devido à possibilidade do uso de motores diesel.
De negativo registramos o alto nível de ruído e o baixo rendimento, requerendo motores de maior potência que as bombas do tipo submersas.