Definição: Golpe de Aríete

Golpe de aríete determina as variações de pressão provenientes de variações da vazão, provocadas por alguma perturbação, involuntária ou voluntária, que se imponha ao fluxo de líquidos em condutos, tais como operações de abertura ou fechamento de válvulas, falhas mecânicas de dispositivos de proteção com o tempo, isso pode ate provocar rachaduras e vazamentos.

Objetivo

Apresentar de maneira simplificada o que é o fenômeno de Golpe de Aríete, e as funções necessárias para proteções para este fenômeno de grande freqüência nos sistemas hidráulicos.

O fenômeno

O golpe de aríete se denomina pelas alterações de pressão oriundas das variações da vazão, provocada por alguma perturbação, involuntária ou voluntária, que se inflige ao fluxo de líquidos nos condutos, semelhantes como a execução de abertura ou fechamento de válvulas, falhas mecânicas de dispositivos de proteção e controle, parada de turbinas hidráulicas e de bombas ocasionadas por interrupção de energia no motor, havendo, porém, outros tipos de causas.

Enquanto o fenômeno ocorre, a pressão poderá chegar a níveis indesejáveis, que pode provocar graves danos ao conduto ou estragos nos dispositivos instalados. Estragos como, por exemplo, rompimento de tubulações por sobre pressão, estragos em bombas e válvulas, colapso dos tubos devido a vácuo.

Ocorrência de golpe de aríete em sistemas hidráulicos

A queda de tensão é um caso típico em condutos de recalque dotados ou não de válvulas de retenção próximo a bomba, e sem dispositivos de proteção. É nesta situação onde ocasionalmente se notam valores opostos para o golpe de aríete. No instante em que ocorre a interrupção, se inicia, devido à redução da rotação do motor, uma alteração da pressão na coluna líquida, logo após a bomba, que se reproduz na forma de onda até o final do conduto, onde se reflete e recua até a bomba achando a válvula de retenção fechada a pressão aumenta e reflete de novo para o final do conduto, e assim sucessivamente, ao mesmo tempo em que a amplitude destas ondas de pressão gradativamente será amortecida, devido ao atrito interno.

Outra causa freqüente deste fenômeno é aquele que ocorre da ação do fechamento instantâneo da válvula de divisões instalada no conduto. A inércia das massas girantes (J [kgm2]) tem expressiva influência na importância do

Medidas a tomar contra golpes de aríete

Choques de pressão formados pelo fechamento rápido de tubulações contendo líquidos podem ser determinadas ou calculadas, por meios gráficos é possível permitir tolerâncias para forças de atrito e do módulo de elasticidade do líquido e dos materiais utilizados. Estes choques de pressão podem ser absorvidos pelo correto dimensionamento de válvulas e tubulações podendo ser diminuídos pelo uso dos chamados vasos amortecedores, conforme utilizados com bombas do tipo pistão. Não se consegue calcular exatamente os choques de pressão resultantes de golpes de aríete térmicos. Isto tem que ser levado em consideração quando do projeto e operação de uma planta golpes de aríete somente podem ser evitados se a planta for corretamente disposta, dimensionada e operadas de forma competente e responsável.

O ideal é construir uma planta de forma que não possa ocorrer o golpe de aríete se isto for impossível de se obter, deverão ser utilizados equipamentos que amorteçam este efeito golpe de aríete que é conseqüência da interrupção do fornecimento de energia ao grupo moto-bomba.

Dispositivos de proteção contra o golpe de aríete

Abaixo alguns dispositivos utilizados para este proteção deste fenômeno:

Volante de Inércia:

Exercem no aumento do tempo de parada da bomba, baixando a força do golpe. O impróprio é que quanto maior for seu peso, mais potente deverá ser o motor para vencer a inércia do volante na partida e maior será a intensidade de corrente elétrica, elevando os custos de investimento e operação. Porém, neste tipo de proteção fica bastante limitado na prática.

Válvulas de Alívio:

Exercem o controle do excesso de pressão, deixando a pressão estabilizada através da liberação de certa quantidade de água com seu uso aguarda a estabilização da pressão, a quantidade de água derramada não seja importante a utilização destas válvulas requer uma manutenção cuidadosa e contínua.

Válvulas de retenção:

São dispositivos que são empregados para impedir a inversão do fluxo em um conduto, que aturam na proteção contra as sobre pressões, a utilização destas válvulas irá requerer uma manutenção cuidadosa e contínua.

Redução do diâmetro da tubulação:

O golpe de aríete é sempre proporcional à mudança da velocidade, a qual varia com o inverso do quadrado do diâmetro desta forma, aumentos no diâmetro da tubulação trazem expressas reduções no golpe de aríete, porém poderá aumentar o custo do sistema.

Bibliografia

www.siemens.com.brhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Golpe_de_ariete