Um surto ou golpe de aríete é uma onda de pressão em um sistema de tubulação causada quando um fluido em movimento é forçado repentinamente a parar, ou alterar a velocidade, ou sua direção.
Os surtos de pressão nos sistemas de água para combate a incêndios podem ser causados por diversos fatores diferentes, como uma válvula que fecha ou abre muito rápido ou uma bomba que liga ou desliga repentinamente. Esta mudança de momento pode gerar um aumento de pressão significativo e potencialmente prejudicial.
A maioria dos sistemas de proteção contra incêndios é projetada para operar a uma pressão de trabalho máxima de 12 barg (175 psi). As ondas de pressão de golpes de aríete ou surtos de pressão podem facilmente exceder 50 barg (740 psi), gerando assim uma ameaça bastante real de danos a tubulações e instrumentação.
As fotos abaixo mostram dois exemplos de danos catastróficos a tubulações e acessórios causados por surtos/golpes de aríete em sistemas de proteção contra incêndios.
Corpo de válvula rachada por surto de pressão, tubulação rompida por golpe de aríete.
5 formas de prevenir surtos de pressão de água em sistemas de proteção contra incêndios
Existem diversos métodos diferentes que podem ser empregados para atenuar ou impedir surtos de pressão. As cinco soluções a seguir apresentam algumas ótimas abordagens para lidar com problemas relacionados a surtos ou golpes de aríete.
1. Válvula de Controle de Bomba Anti-Surto
Uma forma efetiva de impedir surtos ou golpes de aríete resultantes do acionamento de Bombas de Turbina com Eixo Vertical é usar uma válvula de alívio ajustável preventiva normalmente aberta, como o modelo FP-730-48-BL da BERMAD para impedir a onda de surto do acionamento da bomba logo na origem.
Como ela é uma válvula normalmente aberta, aliviará com eficiência qualquer ar e potencial de surto no acionamento da bomba. Assim que a pressão da bomba abaixo do máximo definido chegar na entrada da válvula, a válvula irá fechar e continuar trabalhando como uma válvula de alívio.
2. Válvula de Controle de Bomba de Incêndio Anti-Surto e Retenção
Quando o acionamento da bomba cria momentaneamente um nível de surto intolerável, uma Válvula de Controle de Bomba de Incêndio apropriada para a maioria das configurações de bombas representa uma solução versátil e eficiente.
Quando a bomba de incêndio estiver inativa, esta válvula será mantida fechada usando a pressão da bomba jockey do sistema. Quando a bomba for acionada, o surto inicial será impedido pela válvula fechada que continuará abrindo, liberando água para o sistema de maneira controlada e evitando qualquer surto ou golpe de aríete.
Um bom exemplo desta válvula é a BERMAD 42T-20 com listagem UL. Quando necessário, esta válvula pode dobrar/triplicar de função para ser usada como válvula de controle de pressão e válvula de retenção, ao mesmo tempo em que evita danos causados por surtos ou golpes de aríete no acionamento da bomba.
3. Controle de Velocidade de Fechamento ou Abertura da Válvula
Golpes de aríete podem ser causados por uma reação excessivamente rápida das válvulas de proteção contra incêndios. A maioria dos sistemas de proteção contra incêndios leva em consideração a natureza agressiva do fluxo da água para proteção contra incêndios, sendo projetada para conduzir o meio de extinção até os dispositivos de aplicação no menor tempo possível. Apesar disso, existe ocasionalmente a necessidade de controle da reação da válvula quando o nível da pressão do surto é intolerável e a tubulação e os instrumentos devem ser protegidos.
Certas válvulas podem ser equipadas com um dispositivo de velocidade de reação para controlar a taxa de abertura e/ou fechamento para evitar surtos que causem danos. Desta forma, podemos controlar a velocidade de fechamento e/ou abertura da válvula conforme necessário e suavizar o efeito de surto para um nível suportável.
4. Pressão da Bomba Jockey
Por uma série de motivos, a pressão da bomba jockey ou de manutenção normalmente pode ser ajustada substancialmente abaixo da pressão operacional do sistema, para que quando uma bomba for acionada em um sistema de proteção contra incêndios pressurizado, seja necessário aumentar a pressão mantida no sistema pela bomba jockey até a pressão operacional do sistema. Isto sempre gera alguma forma de surto e, algumas vezes, o nível do surto pode causar danos.
Ao reduzirmos a diferença entre a pressão inicial da bomba jockey e a pressão operacional da bomba de incêndio, podemos reduzir o surto a um nível administrável. Por exemplo, quando a pressão operacional for de 12 barg e a pressão de manutenção do sistema ou a pressão da bomba jockey for de 6 barg, a bomba principal precisará aumentar rapidamente a pressão em pelo menos 6 bar com um surto inicial resultante no acionamento da bomba principal. Ajustar a pressão de manutenção para mais próximo da pressão operacional suavizará efetivamente o surto. Quanto menor a diferença de pressão, menor será o surto.
5. Tanques Anti Golpe de Ariete
Uma resposta efetiva para a existência de surtos ou golpes de aríete é um tanque de balão anti golpe de ariete para prevenção de surtos que pode ser instalado na tubulação. O tanque de aço contém um balão flexível que é fixado na conexão do tanque com o tubo principal do sistema de água. O formato do balão é similar ao formato do tanque, para que ele possa se expandir até a capacidade total do tanque. O ar comprimido é confinado entre o balão e a armação externa do tanque em um nível de pressão compatível com os requisitos do sistema. As pressões interna e externa do balão são sempre iguais, permitindo fluxos de entrada e saída de água conforme necessário.
Quando uma onda de pressão chega no tanque de balão, o tanque desloca o balão e, com isso, aumenta o volume da tubulação do sistema para a qual o surto é entregue. O fluxo para a área expandida então absorve e suprime a onda de surto.
