Os sistemas de vapor têm sido essenciais para o desenvolvimento da indústria e do transporte desde a revolução industrial. Seja para aquecer ambientes ou para realizar trabalho mecânico, por exemplo.
Apesar de toda a sua importância, os sistemas de vapor, assim como todos os outros sistemas, possuem alguns fenômenos que os impactam negativamente, implicando em limitações de trabalho.
Essas limitações, descobertas através de estudos teóricos e práticos, requerem cuidados para que o seu sistema não sofra danos ou tenha a sua eficiência reduzida.
Por mais que as pistas indiquem, não, nós não estamos falando sobre o famoso fenômeno da Cavitação.
Na verdade, estamos falando sobre os chamados Golpes de Aríete, conhecidos também como “golpes de sistemas de vapor” ou “martelo d’água”.
Se você nunca ouviu falar sobre este fenômeno hidráulico, neste texto você vai descobrir não só a oportunidade de conhecê-lo, como também conhecerá 07 dicas para reduzi-los no seu sistema de vapor.
Fique aqui e confira este conteúdo.
Conteúdos
Conheça os Golpes em Sistemas de Vapor
Para entender esse fenômeno é necessário mais do que ler simplesmente a sua definição “enxuta”.
É importante entender, primeiramente, alguns conceitos básicos sobre o que realmente acontece no sistema de vapor.
O vapor, ao fluir dentro de mangueiras e tubulações, possui uma energia cinética devido à sua velocidade.
Essa energia cinética é proporcional à massa específica da água, a área da seção transversal da tubulação e ao quadrado da velocidade.
Ao liberarmos ou interrompermos o fluxo do fluido, de forma repentina, ao longo da tubulação, há a formação de ondas de pressão que se propagam ao longo da tubulação.
E na prática, o que seria essa interrupção brusca do fluxo do fluido?
O fechamento das válvulas, por exemplo, podem ocasionar essa interrupção brusca. Mas o que pode não ser óbvio, é que até os joelhos (cotovelos) de tubulações também podem ser as possíveis causas para que aconteça o fenômeno em questão.
Além disso, essa vibração que se propaga ao longo das tubulações causa um certo estrondo, que se assemelha ao de um martelo ou a uma Aríete (antiga máquina de guerra utilizada nas Idades Antiga e Média).
Daí podemos entender os nomes “Golpe de Aríete” ou “Martelo d’água”.
Então o estrondo é o maior dos problemas nas tubulações?
Não. Esse choque do fluido nas paredes e juntas das tubulações pode danificá-las, chegando ao ponto de romper a sua estrutura, o que traz sérios problemas de vazamento ao sistema.
7 dicas para reduzir os golpes em sistemas de vapor
Até o momento, explicamos como acontece o golpe de Aríete em sistemas de vapor, o que é importante quando se deseja reduzi-lo.
No entanto, não podemos simplesmente pensar que, para evitar algo, devemos simplesmente tomar decisões contrárias que contornam tal problema.
Por exemplo, na prática, não podemos simplesmente retirar as válvulas do percurso das tubulações.
Então, apresentaremos-lhe 07 dicas práticas para reduzir os golpes em sistemas de vapor.
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Soft Starter
Essa é a primeira dica apresentada e é muito valiosa. Vamos explicar o porquê.
O soft starter é um dispositivo utilizado na automação para reduzir a rotação inicial (a partida) do motor elétrico, para que os seus componentes internos não sofram com tensões repentinas e sejam danificados.
Por outro lado, utilizar um dispositivo que reduz a rotação inicial de um motor elétrico que aciona uma bomba hidráulica, por exemplo, é perfeito para o nosso problema.
Se a bomba hidráulica é acionada e logo implica uma alta pressão no fluido, você concorda comigo que até mesmo os joelhos das tubulações serão motivos para acontecer o golpe de aríete?
Então, uma baixa rotação na partida da bomba hidráulica permitirá que o fluido percorra mais lentamente (com uma menor energia cinética) a tubulação do seu sistema de vapor.
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Inversor de frequência
Assim como o Soft Starter, o Inversor de Frequência é um dispositivo utilizado para auxiliar o motor elétrico do seu equipamento, como o que aciona a bomba hidráulica.
No entanto, a função principal deste dispositivo não é tornar a energização (partida) do seu motor elétrico mais suave, e sim, disponibilizar diferentes velocidades para o seu motor através da mudança da frequência de rotação do mesmo.
Esses são dispositivos que ajustam a velocidade do motor elétrico por meio de uma “rampa de subida”, ou seja, suave e gradativamente.
Então, com velocidades diferentes das oferecidas pela bomba hidráulica no mercado, é possível ajustar a que atende às suas necessidades e até programar a velocidade da bomba hidráulica na sua partida.
No final das contas, o Inversor de Frequência servirá como um Soft Starter para o motor elétrico da sua bomba hidráulica do seu sistema de vapor.
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Dimensionamento da Bomba
No exemplo anterior, você pode ter pensado na seguinte solução: se a bomba hidráulica exerce uma pressão muito alta, por que não redimensioná-la?
Então, isso seria ótimo, desde que fosse viável.
Por exemplo, os sistemas de vapor em que a bomba hidráulica deve ser suficiente para que o fluido alcance uma altitude considerável, não pode ser subdimensionada.
Portanto, não seria viável dimensioná-la para que o golpe de Ariete não acontecesse. Caso contrário, você teria o problema de queda de pressão da sua linha de vapor.
Então, a nossa segunda dica, que revela a possibilidade do mau dimensionamento da bomba, é para casos em que realmente tenha ocorrido um cálculo errado da bomba para alguma altura de queda líquida.
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Dimensionamento da tubulação
Assim como o dimensionamento da bomba importa, o dimensionamento da tubulação também é relevante para o projeto do seu sistema de vapor.
Como a vazão é o produto da massa (em quilogramas por segundo) pela área da seção transversal da tubulação (em metros ao quadrado), as tubulações com diâmetros insuficientes podem resultar em velocidades excessivas.
Assim, o choque do fluido nas paredes, mais precisamente de cotovelos e válvulas, implicará na possível aparição dos golpes do seu sistema de vapor.
Portanto, atente-se à pressão nominal da sua tubulação, pois ajuda a manter o fluxo de vapor dentro de limites seguros.
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Dispositivos de amortecimento de pressão
As “chicanas” ou “amortecedores de pulsação” atenuam as flutuações de pressão, protegendo os componentes do sistema.
Assim, esses equipamentos podem ser instalados em pontos estratégicos da tubulação de vapor, para reduzir o impacto das ondas de pressão geradas pelo golpe de Aríete.
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Válvulas de Retenção
A colocação de válvulas de retenção ao longo da sua tubulação pode ser uma ótima saída para reduzir os golpes do seu sistema de vapor.
Pensando em uma estrutura muito alta, a qual exige uma bomba hidráulica potente e também a interrupção do fluxo de fluido repentino, não haveria o choque entre o fluido que volta na tubulação pela queda e o fluido que sobe pela ação da bomba.
Além disso, se em algum trecho da sua coluna de tubulação ocorrer o vazamento do fluido, a válvula de retenção servirá como uma barreira limite àquele trecho, não deixando que os outros trechos de tubulações sejam afetados.
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Válvulas de Controle de Fluxo
As válvulas de controle de fluxo reduzirão o fluxo do vapor através da redução da velocidade do mesmo.
O seu fechamento ou abertura gradual pode ser importante para que não ocorra grandes oscilações de pressão na sua linha de vapor.
Quantas ideias diferentes, não é mesmo? Fizemos este texto exatamente para te ajudar a evitar mais um problema no seu sistema de vapor.
Mas não paramos por aí. Além de darmos dicas, queremos oferecer-lhe alguns dos dispositivos mencionados no texto, com a garantia da melhor qualidade do mercado.
Se for do seu interesse, você pode acessá-los clicando nos link abaixo.
