Redução de Surto de Pressão e Golpe de Aríete em Sistemas de Proteção Contra Incêndio

O surto de água ou golpe de aríete é uma onda de pressão em um sistema de tubulação causada quando um fluido em movimento é forçado a parar ou mudar de velocidade ou direção repentinamente. Surtos de pressão em sistemas de água para combate a incêndio podem ser causados por diversos fatores, como o fechamento ou abertura rápida de uma válvula ou o acionamento ou desligamento repentino de uma bomba. Essa mudança de momento pode criar um aumento de pressão significativo e potencialmente danoso.

A maioria dos sistemas de proteção contra incêndio é projetada para operar com uma pressão máxima de trabalho de 12 barg (175 psi). Ondas de pressão provenientes de golpe de aríete ou surto de pressão podem facilmente ultrapassar 50 barg (740 psi), criando assim uma ameaça real de danos à tubulação e instrumentação.

As imagens abaixo mostram dois exemplos de danos catastróficos em tubulações e acessórios causados por surto de água/golpe de aríete em sistemas de proteção contra incêndio.

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como prevenir o golpe de aríete em sistemas de proteção contra incêndio >>

Um corpo de válvula trincado por surto, Tubulação rompida por golpe de aríete.

5 Maneiras de Prevenir o Surto de Pressão de Água em Sistemas de Proteção Contra Incêndio

Existem vários métodos diferentes que podem ser utilizados para reduzir ou evitar surtos de pressão. As cinco soluções a seguir apresentam algumas abordagens preferidas para lidar com problemas de surto ou golpe de aríete em sistemas de água.

1. Válvula de Controle de Bomba Anti-Golpe

Uma forma eficaz de evitar o surto ou golpe de aríete decorrente da partida de Bombas de Eixo Vertical é utilizar uma válvula de alívio ajustável, normalmente aberta e preemptiva, como a BERMAD modelo FP-730-48-BL para evitar a onda de surto de partida da bomba na fonte.

Como se trata de uma válvula normalmente aberta, ela aliviará de forma eficiente qualquer ar e potencial de surto no acionamento da bomba. Assim que a pressão da bomba abaixo do máximo definido chegar à entrada da válvula, ela fechará e continuará funcionando como uma válvula de alívio.

2. Válvula de Controle de Bomba de Incêndio Anti-Golpe de Aríete e Retenção

Quando o acionamento da bomba cria momentaneamente um nível de surto intolerável, uma Válvula de Controle de Bomba – Booster adequada para a maioria das configurações de bombas apresenta uma solução eficiente e completa.

Quando a bomba de incêndio está em repouso, esta válvula será mantida fechada utilizando a pressão da bomba jockey do sistema. Quando a bomba for acionada, o surto inicial será evitado pela válvula fechada, que continuará a abrir, liberando água no sistema de maneira controlada, prevenindo qualquer surto ou golpe de aríete.

Um bom exemplo de tal válvula é a BERMAD 42T-20 listada UL. Quando necessário, esta válvula pode atuar em dobro/triplo, sendo utilizada como válvula de controle de pressão e válvula de retenção, ao mesmo tempo em que previne danos por surto ou golpe de aríete no acionamento da bomba.

3. Controle da Velocidade de Fechamento ou Abertura da Válvula

O golpe de aríete pode ser causado por uma reação excessivamente rápida das válvulas de proteção contra incêndio. A maioria dos sistemas de proteção contra incêndio leva em consideração a natureza agressiva do fluxo de água de combate a incêndio, projetado para levar o agente extintor aos dispositivos de aplicação no menor tempo possível. Apesar disso, ocasionalmente há necessidade de controle da reação da válvula quando o nível de pressão de surto é intolerável e as tubulações e instrumentos precisam ser protegidos.

Certas válvulas podem ser equipadas com um dispositivo de velocidade de reação para controlar a taxa de abertura e/ou fechamento, evitando assim danos causados por surto. Dessa forma, é possível controlar a velocidade de fechamento e/ou velocidade de abertura conforme necessário, suavizando o efeito do surto para um nível suportável.

4. Pressão da Bomba Jockey

Por diversos motivos, a bomba jockey ou a pressão de manutenção pode, muitas vezes, ser ajustada consideravelmente abaixo da pressão operacional do sistema, de modo que, quando uma bomba entra em funcionamento em um sistema de proteção contra incêndio pressurizado, ela precisa elevar a pressão mantida no sistema pela bomba jockey até a pressão operacional do sistema. Isso sempre gera algum tipo de surto, e às vezes o nível do surto pode ser prejudicial.

Ao reduzir a diferença entre a pressão de partida da bomba jockey e a pressão operacional da bomba de incêndio, podemos reduzir o surto para um nível gerenciável.  Por exemplo, quando a pressão operacional é de 12 barg e a pressão de manutenção do sistema ou pressão da bomba jockey é de 6 barg, a bomba principal terá que elevar rapidamente a pressão em pelo menos 6 bar, resultando em um surto inicial ao ligar a bomba principal. Ajustar a pressão de manutenção mais próxima da pressão de operação reduzirá efetivamente o surto. Quanto menor a diferença de pressão, menor será o surto.

5. Tanques de Bexiga Anti-Golpe

Uma resposta eficaz para o surto ou golpe de aríete existente é um tanque de membrana para prevenção de surtos que pode ser instalado na tubulação. O tanque de aço contém uma membrana flexível que é fixada à conexão do tanque com a tubulação principal do sistema de água. O formato da membrana é semelhante ao do tanque, permitindo que ela se expanda até a capacidade total do tanque. O ar comprimido fica confinado entre a membrana e o corpo externo do tanque, em um nível de pressão compatível com os requisitos do sistema. As pressões interna e externa da membrana são sempre iguais, permitindo a entrada e saída de água conforme necessário.

Quando uma onda de surto chega ao tanque de membrana, o tanque desloca a membrana e, assim, aumenta o volume da tubulação do sistema para a qual o surto é direcionado. O fluxo para a área expandida absorve e suprime a onda de surto.