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TAE - A importância de cálculos de transiente hidráulico em tubulações
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Edição Nº 36 - abril/maio de 2017 - Ano VI

A importância de cálculos de transiente hidráulico em tubulações

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por Carla Legner

 

A preocupação com a manutenção de sistemas eficientes que possam suprir as necessidades da população em termos de pressão e vazão é um dos grandes desafios dos engenheiros responsáveis pelo abastecimento de água nas cidades. Para que isso ocorra de forma eficiente são criadas redes de distribuição cada vez mais complexas que dependem da operação adequada de bombas, válvulas, reservatórios, entre outros dispositivos e principalmente do perfeito estado das tubulações.
As manobras realizadas em válvulas, partidas e desligamentos das bombas de recalque, mudanças na demanda e de nível de reservatórios causam mudanças de estado do escoamento na tubulação, inicialmente em regime permanente, o escoamento passa por um estado transitório até atingir outro estado permanente de escoamento. Durante este estado transitório ocorrem os chamados transientes hidráulicos.
São ondas de pressão que se movem rapidamente ao longo de uma tubulação, causando elevações ou quedas de pressão, podendo ser de grande ou pequena magnitude. Em relação às de pequena magnitude, na maioria dos casos, as variações de pressão podem ser desconsideradas, porém vale ressaltar que em determinadas situações sua influência é muito significativa, podendo gerar consequências desastrosas, inclusive pondo em risco vidas humanas.
Variações de pressão de grande magnitude são responsáveis por diversos problemas. Quando por consequência de um evento transitório são geradas sobrepressões, na qual são criadas tensões elevadas nas paredes da tubulação que podem vir a rompê-la ou mesmo gerar a fragilização das paredes dos condutos com a repetição destes fenômenos. Já quando há ocorrência de subpressões, é possível chegar-se a níveis de pressão de tal forma inferiores à pressão atmosférica que pode ocorrer o achatamento das canalizações, mesmo as confeccionadas com materiais muito resistentes.
As sobrepressões e subpressões que ocorrem durante o transitório hidráulico podem causar sérios problemas à tubulação e seus equipamentos. Quando não dimensionados para suportar tais sobrecargas comprometem a segurança e o funcionamento do sistema. Diante desse cenário, a quantificação das pressões máximas e mínimas é de extrema importância para o projeto para que possa dimensionar a tubulação e introduzir equipamentos protetores, com o intuito de suavizar as variações de carga, prejudiciais à vida útil da instalação.
Outra consequência dos fenômenos transientes em sistemas de adução pode ser a contaminação da água devido ao desprendimento de impurezas e de microrganismos incrustados nas paredes da tubulação. Além disso, as perdas de água, os transto ...





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