Golpe De Ariete

GOLPE DE ARÍETE

Introdução

O Golpe de aríete é um fenômeno comum em situações onde há escoamento transitório no interior de um conduto forçado, que é caracterizado pela dependência de suas variáveis (pressão e velocidade, ou carga e vazão) em relação ao tempo.

Em hidráulica, um transitório hidráulico em conduto forçado caracteriza-se pela ocorrência de ondas de pressão que são propagadas ao longo da tubulação sempre que, por algum motivo, o escoamento sofra (i) aceleração ou (ii) desaceleração.

Tomando a segunda lei de Newton (F = m.a), é direto o entendimento de que uma variação da aceleração da massa de fluido provocará o surgimento de variação de pressão. As ondas de pressão então propagam-se ao longo da tubulação, sofrendo reflexões nas extremidades, sofrendo mudanças de amplitudes (de positivas para negativas), perdendo a intensidade na medida em que a energia é dissipada. Por tanto define se como Golpe de Aríete a variação brusca de pressão, acima ou abaixo do valor normal de funcionamento, devido a mudanças ‘’ bruscas`` da velocidade da água. As causas principais deste fenômeno são as manobras instantâneas das válvulas. Este fenômeno, além de causar ruídos altos, semelhantes a marteladas em metal, pode também provocar o rompimento de tubulações e danificar instalações.

O termo "golpe de aríete" foi cunhado por pesquisadores franceses que assimilaram o som rítmico produzido pelas sucessivas ondas de pressão que atingiam um registro de gaveta ao som das batidas de um aríete ao arrombar portas e muralhas de fortificações.

O Aríete é um antigo instrumento bélico usado até o século XV, consistindo de um tronco de madeira atrelado a um pórtico, sendo que este tronco era arremetido seguidas vezes contra porta ou muralha a ser arrombada. A palavra "aríete" tem origem nos vocábulos latinos "aries", "arietis", e significa ´´carneiro``.

Figura 1-2 - Gravura demonstrando o uso de um aríete para golpear os portões de um castelo medieval (Título original: Attack on the Walls of a besieged Tower (shows a battering ram)).

Perigos do Golpe de Aríete

Quando o vapor é inicialmente fornecido à tubulação de distribuição de vapor ou a equipamentos que utilizam o vapor, um ’bang, bang, bang’ metálico e repetitivo, ou até mesmo às vezes um violento ’boom’ acompanhado por uma vibração pode ser ouvido. A maioria dos usuários de equipamentos a vapor provavelmente já deve ter presenciado isso em algum momento.

Figura 1-1 – Danos causados por golpe de aríete em juntas de de expansão em linhas de recalque.

Golpe de Aríete em Tubulações

Quando o escoamento de um líquido em condutos fechados é bruscamente interrompido, ocorre o fenômeno conhecido como golpe de aríete. Neste caso, há um choque violento nas paredes internas do conduto, podendo provocar o seu rompimento, além de produzir barulho desagradável. As soluções existentes para a eliminação do golpe de aríete são as seguintes:

1) redução da velocidade do líquido aumentando-se o diâmetro do conduto;

2) aumentando-se o tempo de fechamento das válvulas de descarga;

3) instalação de câmaras de ar comprimido que proporcionam o amortecimento do golpe;

4) chaminés de equilíbrio. As quatro soluções descritas acima não são econômicas.

O preço de um conduto é diretamente proporcional ao seu diâmetro; aumentando-se o tempo de fechamento das válvulas de descarga desperdiça-se fluido e as câmaras de ar comprimido e chaminés de equilíbrio têm preço elevado.

METODOLOGIA:

Para eliminar-se o golpe de aríete, pode-se usar o seguinte procedimento nas instalações prediais de água: introduz-se no conduto de saída um tubo de diâmetro muito menor do que o diâmetro do conduto de saída. Em diversas experiências realizadas, concluiu-se que o tubo deve ter diâmetro seis vezes menor do que o diâmetro do conduto de saída. Chamando-se de D o diâmetro do conduto de saída e d o diâmetro do tubo, tem-se a relação obtida em diversas experiências: