Quando usar ventosas e quais são seus benefícios e tipos?

Quais são os benefícios e a função de uma ventosa?

O controle do ar nos sistemas hídricos é tão essencial quanto o controle da água. Os principais benefícios do uso de ventosas são o aumento da eficiência do sistema e a redução do tempo de enchimento, economia de energia, além de proteção contra condições de vácuo e colapso de tubulações. As ventosas controlam o ar em cada uma das seguintes etapas:

Enchimento da tubulação

Para permitir um enchimento eficiente, o ar precisa ser aliviado ou evacuado. Caso o ar não seja aliviado de forma eficaz, o tempo de enchimento da tubulação aumentará significativamente. Um grande volume de ar não aliviado durante o enchimento da tubulação pode causar golpes de aríete.

Operação pressurizada (estado estacionário)

Bolhas de ar se acumularão nos pontos mais altos do sistema, reduzindo gradualmente a seção transversal efetiva da tubulação. O resultado será a redução da vazão e o aumento dos custos energéticos (para manter a vazão de projeto). Em casos extremos, a bomba não conseguirá fornecer a pressão adicional necessária para superar as bolsas de ar e o fluxo no sistema poderá parar completamente.

Além disso, o ar perturba os componentes operacionais, como bombas, válvulas reguladoras e filtros. Os hidrômetros mecânicos, cujas leituras se baseiam na velocidade do líquido, fornecerão leituras imprecisas devido à presença de ar no medidor. Além disso, a presença de ar em grandes volumes no sistema contribuirá para acelerar a corrosão em tubulações metálicas.

Esvaziamento da tubulação

Durante o esvaziamento do sistema, seja por ruptura ou manutenção, pressões negativas (condições de vácuo) serão criadas. Pressões negativas podem danificar diversos componentes e, em condições severas, podem levar ao colapso da tubulação. Permitir a entrada de ar eliminará as pressões negativas e protegerá o sistema.

Golpe de pressão (golpe de aríete)

Golpes de pressão podem resultar do desligamento da bomba, do fechamento rápido de uma válvula, entre outros. É provável que, na mesma magnitude em que a pressão sobe, ela também caia. Em alguns casos, a pressão se torna negativa (condições de vácuo) e, nos piores casos, pode ocorrer separação da coluna de água, acompanhada da formação de cavidades.

Sem um controle adequado do golpe de pressão, o sistema pode sofrer danos significativos. Neutralizar as condições de vácuo exigirá a entrada de ar em pontos críticos, com base em uma Análise de Golpe de Aríete (Surge Analysis).

Quais são os tipos de ventosas?

Existem 3 tipos básicos de ventosas:

1. Ventosa automática (alívio de ar)
   • A válvula libera bolsas de ar aprisionadas durante a operação pressurizada. Possui um único orifício pequeno, chamado Orifício Automático, com diâmetros de 0,04 – 0,2 polegada; 1 – 5 mm.
2. Ventosa cinética (alívio/admissão de ar)
   • A válvula evacua o ar durante o enchimento da tubulação e permite a admissão de ar em caso de esvaziamento do sistema ou condições de vácuo. Possui um único orifício grande, chamado Orifício Cinético, com diâmetros de 1 – 10 polegadas; 25 – 250 mm. Uma ventosa cinética restrita apenas à admissão de ar também é conhecida como Vacuum Breaker.
3. Ventosa combinada
   • A válvula combina a função das ventosas automática e cinética. Ela evacua o ar durante o enchimento da tubulação, permite a liberação eficiente de bolsas de ar de tubulações pressurizadas e permite a admissão de ar em caso de esvaziamento da rede ou condições de vácuo. Possui dois orifícios – automático e cinético.

As ventosas também são classificadas de acordo com o tipo de água:

1. Ventosas para água limpa:
   • Para uso com água potável, água de irrigação, água reutilizada ou reciclada.
2. Ventosas para água não limpa:
   • Para uso com águas não limpas, por exemplo, esgoto municipal, sistemas industriais e de mineração. Sua função é a mesma das ventosas para água limpa; no entanto, a principal diferença está em seu corpo alongado e nas peças internas projetadas para manter a água afastada do mecanismo da válvula.

Quais são os recursos adicionais das ventosas?

1. Proteção contra golpe de pressão – SP (Non-slam)
   • Projetada para fechar parcialmente o orifício cinético durante o alívio de ar. Evita o impacto/choque resultante de um fechamento rápido do orifício cinético durante o enchimento da tubulação ou a separação da coluna de água. O recurso de Proteção contra Golpe de Pressão garante uma operação mais suave e evita danos à ventosa ou ao sistema.
2. Fechamento assistido – AC
   • Esse recurso é semelhante ao SP, mas, nesse caso, o disco SP é mantido para cima por meio de uma mola. Isso significa que, independentemente da pressão em linha, o fluxo de saída ocorre apenas através do disco SP (valor de comutação = 0).
3. Prevenção de entrada – IP
   • Evita a entrada de ar atmosférico em casos que possam danificar bombas, exigir nova escorva ou interromper sifões. Também evita a entrada de água de enchentes ou poluída nas redes de água potável.