Soluções Avançadas de Proteção contra Golpe de Aríete para o Projeto de Restauração Ecológica dos Três Lagos, China
Saneamento
2025
China
Protegendo os lagos de água doce de Yunnan
Localizada no coração da Província de Yunnan, no sudoeste da China, a cidade de Yuxi é um polo industrial e ecológico cercado por três importantes lagos de água doce: Fuxian, Xingyun e Qilu. Nos últimos anos, esses lagos vêm sofrendo com a diminuição dos níveis de água e o aumento da poluição, ameaçando tanto o meio ambiente quanto as comunidades que deles dependem. Para enfrentar esse desafio, foi criado o Projeto de Abastecimento de Água em Massa da Área Leste de Yuxi, também conhecido como “Projeto dos Três Lagos”, com um investimento total de 1,89 bilhão de Yuan (aprox. US$263 milhões). O objetivo do projeto foi fornecer água limpa da nascente Dalongtan para melhorar ecologicamente a água dos lagos e garantir o abastecimento para as áreas rurais, bem como atender às necessidades de irrigação e ao desenvolvimento industrial de mais de 1,5 milhão de habitantes em cinco distritos administrativos. Dessa forma, o projeto promove a sustentabilidade ambiental e contribui para a preservação dos ecossistemas naturais da região.
Gerenciamento de Elevação Extrema e Risco de Golpe de Aríete
O projeto exigiu o bombeamento de água por uma elevação de 941 metros, desde a nascente Dalongtan até o reservatório localizado em uma área mais alta. Para isso, foi projetada e construída uma série de três estações de bombeamento. Cada estação de bombeamento é composta por seis bombas de alta capacidade operando em paralelo (quatro delas ativas simultaneamente), que transportam a água por uma tubulação metálica de 1.200 mm ao longo de uma distância total superior a 6,5 quilômetros.
A tabela contém as principais informações técnicas sobre o sistema:
| Parâmetro do Sistema | 1a Estação de Bombas | 2a Estação de Bombas | 3a Estação de Bombas |
| Número de Bombas | 6 (4 Ativas + 2 Em Espera) | ||
| Vazão de uma Bomba (m3/h) | 2250 | ||
| Vazão Total (m3/h) | 9000 | ||
| Altura Manométrica da Bomba (m) | 237 | 356 | 356 |
| Diâmetro da Tubulação Principal (mm) | 1200 | ||
| Comprimento da Tubulação Principal (m) | 1415 | 2663 | 1957 |
Tal sistema, embora potente, é altamente vulnerável a transientes hidráulicos, especialmente durante falhas de energia ou desligamentos de emergência das bombas, quando o fluido em movimento é forçado a parar ou mudar de direção repentinamente. Esses eventos podem provocar surtos de pressão perigosos, com risco de danos às bombas, tubulações, válvulas e outros componentes do sistema, além do risco de rompimento, inundação e perda de vidas humanas. Portanto, soluções de proteção contra surtos devem ser implementadas após a realização de uma análise abrangente de surtos.
Análise e Simulação de Golpe de Aríete
Uma análise detalhada de golpe de aríete foi realizada por especialistas da BERMAD. Utilizando o software KY Pipe, a simulação modelou o pior cenário possível, incluindo a parada não controlada das bombas. A análise de golpe de aríete mostrou:
- Resultados sem proteção: tanto o golpe de pressão negativa quanto positiva ocorre em todas as três estações de bombeamento e ao longo de cada linha de recalque em um cenário de parada total das bombas devido à falha de energia.
- Resultados com solução de proteção contra golpe de aríete: ao implementar as soluções de proteção contra golpe de aríete da BERMAD, o fenômeno é mitigado, de modo que o perfil de pressão apresenta um cenário transitório controlado e operação segura em todas as estações de bombeamento e ao longo de cada linha de recalque.
O gráfico ilustra o comportamento da pressão (altura em metros vs. tempo em segundos) em uma das 3 estações de bombeamento durante uma falha de energia:
- A linha vermelha apresenta o comportamento da pressão durante a falha de energia sem nenhuma solução de proteção contra golpe de aríete implementada. O surto de pressão significativo é claramente apresentado.
- A linha verde apresenta o comportamento da pressão durante a falha de energia com a solução de proteção contra golpe de aríete da BERMAD implementada.
A análise confirmou que a solução selecionada de válvulas antecipadoras de surto e ventosas combinadas mitiga de forma eficaz o fenômeno do golpe de aríete e os riscos associados, garantindo confiabilidade a longo prazo e resiliência do sistema.
Válvulas Antecipadoras de Surto e Integração com Ventosa Combinada
A solução de proteção contra surto inclui válvulas antecipadoras de surto e ventosas combinadas com recurso de proteção contra surto.
1. Válvulas Antecipadoras de Surto Cada estação de bombeamento foi equipada com três válvulas antecipadoras de surto, operadas hidraulicamente e acionadas por pistão, fora de linha, para alta pressão (PN40). Essas válvulas, ao detectar a pressão da linha principal, abrem em resposta à queda de pressão associada à parada abrupta da bomba. As válvulas pré-abertas dissipam a onda de alta pressão de retorno, eliminando o surto.
- Estação de Bombeamento #1: 3 unidades de WW-12”-835-M
- Estações de Bombeamento #2: 3 unidades de WW-16”-835-M
- Estações de Bombeamento #3: 3 unidades de WW-16″-835-M
2. Ventosas Combinadas Posicionadas estrategicamente ao longo da tubulação e dentro das estações de bombeamento, essas válvulas liberam o ar aprisionado durante a partida e admitam ar durante as paradas, prevenindo condições de vácuo e separação da coluna d’água. Utilizando o software BERMAD Air e o software de análise de surto, os especialistas da BERMAD alocaram e dimensionaram as ventosas necessárias na estação de bombeamento e ao longo da linha principal. As ventosas são parte fundamental da solução completa de proteção contra surto, permitindo a entrada suficiente de ar na tubulação principal, prevenindo condições de vácuo e colapso da tubulação, mitigando o surto de pressão negativa durante a parada das bombas, além de amortecer o surto positivo, permitindo a liberação controlada de ar quando a onda retorna em direção às estações de bombeamento. As ventosas são instaladas em cada estação de bombeamento, nos pontos altos e em pontos críticos ao longo da linha principal, com base na análise de surto e no software BERMAD Air. Com base na análise, a BERMAD recomendou a instalação de ventosas combinadas conforme segue: para cada estação de bombeamento, modelo WW-C70-AC (4”) em cada linha de descarga da bomba e, em cada linha principal ascendente, modelo WW-C70-SP (6″). O cliente aceitou a maioria das recomendações de ventosas da BERMAD.
POR QUE BERMAD
O projeto de restauração ecológica dos 3 lagos é um exemplo perfeito de como as soluções avançadas, inteligentes e eficientes de controle hidráulico da BERMAD visam proteger a infraestrutura crítica dos sistemas de água, mesmo em topografias desafiadoras. Ao garantir a estabilidade e a confiabilidade do sistema, o projeto não apenas assegura o fornecimento de água, mas também apoia a restauração ecológica e a sustentabilidade dos icônicos lagos de Yunnan. Este estudo de caso serve como uma referência valiosa para sistemas de abastecimento de água em grande escala em todo o mundo, onde elevação, distância e outras questões ambientais locais aumentam a necessidade de soluções eficientes, sustentáveis e robustas, como as que a BERMAD projetou e implementou neste projeto excepcional.
