O desenvolvimento tecnológico voltado à engenharia proporcionou diversos dispositivos e equipamentos úteis e que podem se adequar às diversas necessidades da indústria.
Esses dispositivos, se criativamente utilizados, podem ser vistos como oportunidade para corrigir ou minimizar problemas industriais comuns e recorrentes.
Resumindo: tudo parte do pressuposto de que temos recursos demasiados ao nosso favor, mas estamos utilizando os mesmos apenas para o que é óbvio, ou seja, estamos os utilizando apenas para aquilo que foram propostos.
Quer um exemplo?
O Inversor de Frequência foi uma invenção da engenharia que revolucionou a indústria, bem como os equipamentos que o utilizam, visto a sua capacidade de proporcionar velocidades adicionais de funcionamento a motores elétricos.
Mas, adivinha só? Esse dispositivo eletrônico foi destinado apenas a motores elétricos de compressores, ventiladores, bombas hidráulicas e de vácuo, ou a motores elétricos independentes (que fornecem movimento para transporte).
Então, no texto de hoje, mostraremos que através do uso consciente de Inversores de Frequência, conseguimos até mesmo reduzir os principais problemas relacionados à linha hidráulica.
Como a hidráulica está presente absolutamente em todas indústrias, se incluída até as suas Estações de Tratamento de Esgoto (ETE), então este assunto pode agregar, mais do que você imagina, ao seu conhecimento.
Conteúdos
O que são Inversores de Frequência
Nós discorremos a função principal do Inversor de Frequência logo na introdução, a qual se resume em oferecer, ao motor elétrico à ele conectado, velocidades de funcionamento que são diferentes das oferecidas pelo motor.
Visto que o motor elétrico está acoplado às mais diversas máquinas presentes na indústria para acioná-las, afirmamos que a existência dos Inversores traz uma adequação interessante dessas máquinas às diversas necessidades dos processos industriais.
Mas, antes de discorrermos sobre a adequação desse dispositivo até mesmo para otimizar assuntos que envolvem a hidráulica, precisamos dar alguns detalhes importantes sobre este dispositivo.
Os Inversores de Frequência, Variadores de Frequência ou Drivers de Frequência, chame-os como preferir, são dispositivos eletrônicos que tratam de variar a frequência e a tensão de alimentação do motor elétrico.
Com isso, temos o seu resultado magnífico e já citado: uma velocidade de saída diferente daquelas que estão especificadas no próprio motor.
Esse dispositivo tem características importantes que devem ser tratadas com uma certa atenção, como por exemplo o seu tamanho pequeno o suficiente para permitir uma instalação em pequenos espaços e a sua fácil instalação e configuração.
Como o nosso objetivo neste texto não é focar em dar detalhes minuciosos sobre o seu funcionamento, e sim, como torná-lo útil para reduzir problemas na linha hidráulica, deixaremos vários artigos que oferecem os mínimos detalhes sobre esse dispositivo.
Caso queira acessá-los, clique aqui.
Linha Hidráulica e seus principais problemas
O nosso objetivo neste texto é claro: compartilhar soluções práticas que são utilizadas no meio industrial, mas que não são partilhadas entre as indústrias entre si.
Assim, temos o trabalho de pesquisar por aí os principais problemas e desafios enfrentados pelas empresas e aplicamos soluções nos mesmos, utilizando equipamentos e dispositivos simples de serem encontrados, inclusive no nosso portfólio de produtos.
Através dessas pesquisas, notamos que as linhas hidráulicas são submetidas por diversos problemas associados às variáveis físicas de processos.
Já esses problemas, agravados ou não, podem resultar em fenômenos indesejados que, por mais que sejam impossíveis de serem evitados, podem ser controlados.
Entre todos os problemas que a linha hidráulica pode apresentar, vamos destacar dois, por serem famosos e temidos: o Golpe de Aríete e a Cavitação.
O Golpe de Aríete (ou Martelo d’água) está entre os fenômenos que não podem ser evitados, mas que podem ser controlados.
Já a cavitação é um fenômeno que pode ser evitado se alguns cuidados forem tomados.
Mas o que seriam cada um desses dois fenômenos, explicados brevemente?
Cavitação
A cavitação é um fenômeno hidrodinâmico que ocorre em fluidos quando a pressão em determinado ponto da linha hidráulica é reduzida abaixo da pressão de vapor do líquido.
Em outras palavras, essa redução de pressão faz com que sejam formadas bolhas em regiões de alta velocidade ou de baixa pressão (por isso, esses locais são conhecidos como “núcleos de cavitação”.
O problema é que essas bolhas são formadas em grandes quantidades e se colapsam, mas não em áreas de baixa pressão, e sim em áreas de alta pressão após serem transportadas pelo fluxo.
Esse colapso simultâneo de bolhas provoca danos e desgaste às hélices de bombas, sistemas de tubulações, de navios ou de outras máquinas que movem os líquidos.
Por isso, é preciso se atentar a este fenômeno, para que as ondas de choque causadas pelos colapsos das bolhas não causem erosão, desgaste e danos às superfícies, deteriorando os componentes das máquinas.
Golpe de Ariete
O Golpe de Ariete, também conhecido como “martelo d’água” é um fenômeno hidráulico que, assim como a cavitação, ocorre em sistemas de tubulação, quando há uma variação brusca da velocidade do fluxo de água.
Com isso, tem-se picos de pressão de valores significativos que podem causar danos aos componentes, válvulas e bombas.
Em outras palavras, a desaceleração súbita do fluxo da água ao longo de uma tubulação pode resultar neste problema, visto que esse fluxo não é desacelerado gradativamente.
Com isso, as ondas de pressão geradas pela inércia da água refletem como ondas de pressão e se propagam ao longo da tubulação.
O colapso dessas ondas de pressão se dá em extremidades fechadas, em pontos de mudança de geometria e nas próprias paredes da tubulação.
E, também como a cavitação, a consequência são danos estruturais, podendo desgastar essa estrutura e resultar em vazamentos.
Descubra como reduzir problemas na linha hidráulica com Inversores de Frequência
Você pode imaginar: como vou saber se preciso evitar ou acabar com um problema hidráulico se nem mesmo sei se estou lidando com um problema?
Bem, esses problemas hidráulicos costumam deixar rastros que ajudam a identificá-los.
Entre esses rastros, estão os estrondos, vibrações e aumento de temperatura pontual nas tubulações.
Ok. Após a confirmação desses problemas, o que deve ser feito?
Adivinhe só: o Inversor de Frequência pode retirar uma boa carga desses problemas, mas não por completo. Quanto ao resto do problema, podemos utilizar alguns dispositivos e executar algumas estratégias que serão descritas aqui também.
Agora, traremos dicas de como reduzir os seus problemas na linha hidráulica e vamos disponibilizá-las através de um passo a passo.
Não se preocupe em seguir fielmente os passos, mas tenha ciência de que a ação conjunta das dicas lhe trará o sucesso para o tratamento dos problemas.
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Golpe de Aríete
Como o Golpe de Aríete é causado pelo desaceleramento brusco do fluxo de fluido ao longo do sistema hidráulico, não podemos excluir a possibilidade de considerar que cotovelos de tubulações ou válvulas fechadas sejam algumas das causas raízes deste problema.
Mas se não podemos retirar esses componentes do sistema, o que poderemos fazer?
A partir daqui, utilizaremos dispositivos, como o Inversor de Frequência, e planejaremos uma estratégia para reduzir este problema.
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Inversor de Frequência
Para reduzir a pressão inicial do fluido que é admitido pela bomba, podemos utilizar o Inversor de Frequência para reduzir a velocidade inicial do equipamento.
Ainda neste contexto, se não for acordado um investimento com o Inversor, pode ser utilizado um Soft Starter e, para conhecê-lo, basta clicar aqui.
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Dimensionamento da bomba
De acordo com o que foi dito na dica anterior, você pode pensar que o fato da bomba estar impondo uma pressão muito alta no tubo, pode ser um problema para a sua tubulação.
Isso está correto, mas reduzir o fluxo da bomba não pode ser viável, desde que comprovado que a bomba foi superdimensionada para o projeto.
Em outras palavras, uma bomba que foi dimensionada para, por exemplo, bombear água de uma cisterna para uma caixa d’água que se encontra a muitos metros do nível da bomba, deve sim ter uma pressão elevada e, por isso, devemos tomar o devido cuidado.
Então, o que fazer se não posso reduzir a pressão inicial da bomba e, devido ao Golpe de Ariéte, a minha tubulação sofre com pressões maiores do que a mesma suporta?
Resposta: considere a primeira dica e as próximas.
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Dimensionamento da Tubulação
Compare quantos mca(metros de coluna d’água) de pressão a bomba provê para o seu sistema com quantos PN a sua tubulação comporta.
Uma tubulação PN4, por exemplo, quer dizer que a sua tubulação aguenta até 40 mca de pressão.
Considerando um Golpe de Aríete na tubulação, esta pode estar sofrendo uma pressão maior do que a nominal (fornecida pelo número PN da tubulação, mesmo que seja maior do que a pressão da bomba, em mca).
Portanto, dimensionar a tubulação de acordo com a pressão de descarga da bomba é essencial.
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Válvula de Retenção
Consideramos que o retorno do fluxo da água, a muitos metros de distância vertical do pé da coluna, após a parada do funcionamento da bomba devido ao enchimento de uma caixa d’água ou de um tanque de armazenamento, pode também causar os Golpes.
Por isso, algumas experiências sugerem que, a cada 35 a 40 metros de coluna, deve-se posicionar uma válvula de retenção.
Isso reduz a chance do fluido retornar com uma pressão alta pelo tubo e prejudicar as conexões de mudança de sentido do tubo, como cotovelos.
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Termofusão de conexões
A termofusão (solda para união) dos trechos das tubulações, deve estar obedecendo o valor de termofusão disposto pelo fabricante dos tubos.
Como o comprimento de termofusão é função do diâmetro do tubo, um comprimento maior e diferente do especificado pelo fabricante faria com que houvesse uma obstrução na junta de termofusão, desacelerando o fluxo do fluido.
Portanto, troque as conexões que não foram feitas boas termofusões.
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Cavitação
A cavitação ocorre em bombas e tubos de água e esgoto quando a pressão no lado de entrada da bomba não é suficiente.
Essa falta de pressão pode ser ocasionada por vazamento, válvulas fechadas, baixa pressão do sistema ou por um nível baixo (um tanque ou reservatório muito distante do ponto de sucção da bomba).
Então, temos a criação de bolhas de baixa pressão (vácuo) formadas na superfície das pás do impulsor da bomba, devido à ausência de uma vazão mais lenta da água.
Essa é a explicação minuciosa, evidenciando as causas da cavitação.
A partir daí, entra o Inversor de Frequência.
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Inversor de Frequência
Como dissemos, a velocidade incorreta do impulsor é um problema e ocasiona a cavitação.
A partir do momento em que os pontos de cavitação forem detectados, a velocidade nesses pontos de cavitação devem ser corrigidas pelo Inversor de Frequência atuante sobre a bomba.
Após a pressão de entrada da bomba ser restaurada, removendo as chances de ocorrer a cavitação, a velocidade de operação da bomba deve ser restabelecida.
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Dimensionamento da tubulação
Reveja o projeto da sua tubulação, considerando o seu diâmetro e o seu comprimento, para que não tenha muita perda de carga na entrada da sua bomba.
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Consulte os Requisitos da Bomba Hidráulica
Os fabricantes de bombas oferecem a velocidade do fluido requisitada na entrada da bomba. Compare com a velocidade de chegada.
Além disso, consulte a viscosidade do fluido que será succionado pela bomba, lembrando que a temperatura também a altera. Os fabricantes também disponibilizam a viscosidade permitida para a bomba.
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Atente-se à sucção
Tenha certeza de que a bomba esteja “puxando” o fluido líquido, sem que o ar esteja presente, para que não ocorram oscilações de pressão e falta de precisão do equipamento.
Por isso, é preciso, antes de mais nada, verificar se a vedação do seu sistema hidráulico está comprometida.
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Filtros de sucção
Se possível, evite os filtros de sucção para consolidar o item anterior – redução de perda de carga.
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Altitude
Reveja o seu projeto, visto que se foram consideradas as variáveis de funcionamento no nível do mar, a sua linha hidráulica deve seguir à risca as medidas adotadas do projeto.
Caso contrário, se instalada em uma altitude muito elevada, a sua bomba pode não funcionar corretamente e a sua linha pode ser comprometida.
Com este texto, aprendemos que os problemas encontrados em linhas hidráulicas podem ser mais sérios do que pensamos.
E para que tratemos dessas patologias em sistemas hidráulicos, devem ser feitos diversos passos e considerações sobre o projeto, além de ser preciso utilizar dispositivos para tratá-las.
Diversos desses dispositivos são encontrados aqui, na Nepin. Caso tenha interesse, deixaremos algumas amostras abaixo, mas não deixe de acessar o nosso site e consultar todos os nossos produtos.
Para mais dúvidas, consulte-nos.
