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Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 1 Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 2 1.Instalações de Água Fria 1.1 Generalidades São instalações que compõem o conjunto de canalizações, conexões, aparelhos e ferragens para suprimento de água a prédios, armazenamento e distribuição aos pontos de consumo. Todo este processo vai desde a rede pública os pontos de utilização da água: chuveiros, lavatórios, vasos sanitários, pias, torneiras para jardins, etc. 1.2 Partes Componentes de uma Instalação de Água Fria Vamos analisar o caso mais geral que é uma edificação com vários pavimentos superpostos e altura acima do alcance das pressões disponíveis na rede pública de distribuição de água, obrigando o uso de dois reservatórios de acumulação: um na parte inferior e outro na superior. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 3 a) Rede Pública de Distribuição de Água é aquela existente na rua, de propriedade da entidade responsável pelo fornecimento de água. b) Ramal Predial é a tubulação compreendida entre a rede pública de distribuição e o hidrômetro ou peca limitadora de vazão. Essa parte é dimensionada e executada pela concessionária, com as despesas por conta do interessado. c) Hidrômetro, aparelho instalado, geralmente na mureta lateral esquerda ou direita, acondicionado em caixas apropriadas, para medir o consumo de água. d) Ramal de Alimentação é a tubulação compreendida entre o hidrômetro até a entrada de água no reservatório de acumulação, passando ou não pela coluna piezométrica ou reservatório piezométrico. e) Coluna Piezométrica é um dispositivo regulador do nível piezométrico, e instalado sempre que o reservatório estiver abaixo da cota do meio fio no ponto de cruzamento do ramal predial. Em algumas cidades brasileiras, tal peça é dispensada, mas em outras o uso é obrigatório, portanto, fazendo parte dos regulamentos locais. f) Reservatório Inferior é próprio dos prédios com mais de dois pavimentos. Até esse limite, geralmente a pressão na rede é suficiente para abastecimento do reservatório situado na parte superior do edifício. Já nas edificações de três ou mais pavimentos, é recomendado usar dois: um na parte inferior e outro na superior, e também por aliviar sobrecarga nas estruturas. Os reservatórios devem ser instalados em locais de fácil acesso e de preferência afastado das tubulações de esgoto, principalmente manilhas de barro, porque um vazamento poderá provocar sua contaminação de modo imperceptível. Quando localizados no subsolo, as tampas deverão ser elevadas pelo menos a 50cm do piso e nunca rentes a estes, conforme a figura abaixo. Reservatório Inferior (CORRETO) Reservatório Inferior (INCORRETO) Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 4 Observe que a possibilidade de contaminação pela infiltração de água, através da tampa é bem inferior na figura 2 que na figura 3. Este detalhe da tampa, também será válido para os reservatórios superiores, só que, nestes, a altura de 50,0 cm não será necessária, podendo ser limitada em 4,0 ou 5,0cm, e serve apenas para impedir a entrada das águas de chuvas, as quais formam uma película muito fina devido aos escoamentos laterais. Já no subsolo, poderá haver acúmulo de água no piso e também para facilitar a colocação do extravasor. As tampas deverão ser trancadas com cadeados, pois é fator de segurança e com acesso apenas para encarregados. g) Extravasor, vulgarmente chamado de (ladrão), serve para regularização do nível máximo e aviso de não funcionamento da válvula de boia.Em hipótese alguma, podem desaguar em caixas de passagens, tubos condutores de esgoto sanitário ou pluvial, mas, sim em locais visíveis e que chamem atenção do usuário, pois esta é mesmo sua maior finalidade. É comum, em residências, os instaladores embutirem a tubulação do extravasor na parede e deixar desaguando numa caixa de passagem de esgoto sanitário, principalmente naquelas em que não há parecença do engenheiro. Ocorre aí a entrada de gases provenientes da rede para dentro do reservatório, sendo absorvidos pela água, e além de insetos e roedores, pondo em risco a saúde dos ocupantes. h) Sistema de recalque, sempre que tivermos de transportar uma determinada quantidade de líquido de um reservatório A para um reservatório B, cujo nível A seja inferior ao de B, é necessário fornecer, por meios mecânicos, certa quantidade de energia ao líquido. Ao conjunto constituído pela canalização e meios mecânicos se denomina sistema de recalque. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 5 Nele se distinguem: 1) Conjunto motobombas, nas instalações prediais, é necessário o emprego de dois conjuntos motobombas, ficando um de reserva para atender a eventuais emergências. Normalmente, se usam bombas do tipo centrífuga e acionadas por motores elétricos. 2) Canalização de sucção, é a parte da tubulação que conduz agua do reservatório inferior, ou cisterna, até a bomba, possuindo em sua extremidade inferior uma válvula de retenção chamada válvula de pé e dotada de crivo para impedir a entrada de sujeira solida na tubulação. 3) Canalização de recalque, é a que conduz a água da bomba ao reservatório superior, também dotada de uma válvula de retenção. Obs: tanto na sucção quanto no recalque, não se usam joelhos de raio curto e sim curvas de raio longo para diminuição das perdas de carga, trazendo, em consequência, economia de energia no motor. i) Reservatório Superior, os reservatórios superiores, no caso das habitações coletivas, prédios ou escritórios ou comerciais, deverão ser divididos em duas células para efeito de sua limpeza e não haver interrupção no consumo de água. Para esta divisão, as normas recomendam somente quando o volume ultrapassar 4.000litros, embora sendo muito difíceis prédios desta natureza possuírem reservatórios com volumes menores. j) Colar ou Barrilete, abaixo do reservatório superior e acima da laje de forro, é situado o barrilete, provido de registros de gaveta que comanda toda distribuição de água, válvulas de retenção no caso da tubulação para combate a incêndio e luvas de união para facilitar a desmontagem da tubulação, e de onde partem as colunas, conforme disposto na figura abaixo. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 6 Entre o fundo do reservatório e a laje de forro, deve haver um espaço maior ou igual a 60cm para permitir a manutenção ou manobra dos registros. Temos dois tipos de barrilete: o ramificado e o concentrado. Por razoes econômicas, o mais usado é o barrilete ramificado. Barrilete Concentrado K) Coluna é a canalização vertical, tendo origem no barrilete e abastecendo os ramais de distribuição de agua nos banheiros. Antigamente, era necessária a utilização de colunas especificas para válvulas de descargas, porém atualmente, podemos alimentar atualmente todo o banheiro com uma coluna só. l) Ramal, é a canalização compreendida entre a coluna e os sub ramais, por exemplo o trecho de A até D da figura abaixo. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 7m) Sub Ramal, é a canalização que liga os ramais aos aparelhos de utilização, trechos abaixo. 1ºExercício Teórico 1. O que é um hidrômetro e qual a sua finalidade. 2. O que é o ramal de alimentação e onde o mesmo fica situado? 3. Qual a finalidade do extravasor? 4. Quando será utilizado o sistema de recalque? 5. Por que os reservatórios superiores geralmente são divididos em dois? 6. Onde deverá ficar situado o barrilete? 7. Qual a diferença de um ramal para um sub ramal? 1.3 Dimensionamento das partes componentes de uma Instalação d e Água Fria 1.3.1 Reservatórios Os reservatórios deverão ser dimensionados de maneira a armazenar agua correspondente ao consumo de um a três dias, sendo o mais recomendável dois. Primeiramente, calculamos a população com as recomendações contidas na tabela I e, em seguida, verificamos o consumo (per capita) na tabela II. Além da agua armazenada para consumo, deveremos prever uma quantidade para combate a incêndio, chamada reserva técnica. Essa reserva é calculada de acordo com o estabelecido pelos regulamentos das guarnições do Corpo de Bombeiros. Porém, o mais usual é adotar 6.000L para quatro caixas de incêndio, mais 500 litros por caixa excedente. A água para combate a incêndio é armazenada no reservatório superior, o qual deverá ter um volume igual ao do inferior, ficando para consumo dos usuários aproximadamente o equivalente a 40% da quantidade reservada para consumo de dois dias. Para melhor compreensão, daremos o seguinte exemplo: Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 8 2ºExercício Teórico- Reservatório Achar as capacidades dos reservatórios superior e inferior para um edifício com vinte pavimentos e três apartamentos de dois dormitórios por pavimento. 1ºPasso: Monte uma planilha como está para calcular o total de pessoas que vivem no seu edifício. Considere que vivem duas pessoas por dormitório. 2ºPasso:Observe como você deverá encontrar a população total, esse valor representará 240 pessoas. 3ºPasso:Calcularemos agora o consumo diário da edificação, basta multiplicar o número de pessoas pelo consumo per capita. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 9 4ºPasso:Encontrado o consumo diário se faz necessário que você multiplique por dois (este valor representa a quantidade de dias sem água da rede pública de abastecimento). 5ºPasso:Encontraremos agora o valor da reserva técnica para incêndio, mediante a seguinte equação: 6000 + (N – 4)500, onde N é o número de pavimentos do edifício. Este valor deverá ser acrescido ao total do valor respectivo ao somatório. 6ºPasso: Logo, a quantidade de água que deve ser armazenada para o consumo desta edificação, será a soma da reserva técnica + o valor previsto para o consumo. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 10 7ºPasso: Para concluir, o valor encontrado deverá ser dividido por dois, onde metade do valor encontrado deverá ficar situado no reservatório inferior e metade no reservatório superior. 1.3.2 Previsão para combate a incêndio A reserva técnica é a quantidade de água, mínima necessária, para combate a incêndio, localizada no reservatório superior e calculada da seguinte forma: 6.000Litros para quatro caixas de incêndio mais quinhentos litros por caixa excedente. Resumindo, Reserva Técnica = 6.000 + (N -4) x 500 sendo N o número de pavimentos. 3ºExercício Teórico – Reserva Técnica Calcule a reserva técnica para um edifício de apartamento com 15 pavimentos e uma caixa de incêndio em cada pavimento. 1ºPasso: O dimensionamento da reserva técnica é bastante simples, basta respeitar a seguinte fórmula: 6000 + (N-4) X 500, onde N, será o número de pavimentos do edifício. Quando o edifício não for dotado de reservatório superior para distribuição de agua por gravidade, o abastecimento da rede preventiva de combate a incêndio deverá ser feito pelo reservatório inferior através de um conjunto de bombas de acionamento independente e comando automático. Neste caso, a reserva técnica é calcula da mesma forma anterior. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 11 4ºExercício Teórico Dimensione o reservatório superior e inferior, além da reserva técnica para um edifício com 25 pavimentos, 3 apartamentos por andar e três dormitórios cada apartamento. Cálculos: 1.3.3 Detalhes sobre Reservatórios Enquanto em alguns países da Europa e nos Estados Unidos, o abastecimento de água é realizado interruptamente pela rede pública, as edificações brasileiras, precisam obrigatoriamente de um reservatório superior, por conta do seu abastecimento inconstante fazendo assim com que as instalações hidráulicas funcionem sob baixa pressão. A água da rede pública apresenta uma determinada pressão, que varia ao longo da rede de distribuição. Dessa forma, se o reservatório ficar a uma altura não atingida por essa pressão, a rede não terá capacidade de alimentá-lo. Com limite prático, a altura do reservatório com relação a via pública não deve ser superior a 9m, preste bem atenção neste detalhe. Reservatório Superior O reservatório superior poderá ser alimentado pelo sistema de recalque ou diretamente, pelo alimentador predial. Nas residências de pequeno e médio porte, os reservatórios, normalmente, localizam-se sob o telhado, embora possam localizar-se sobre ele. Obs: Quando o reservatório for acima de 2000Litros, o reservatório deverá ser projetado sobre o telhado, com estrutura adequada de suporte. Nos prédios com mais de três pavimentos (9m), o reservatório superior é localizado, geralmente, sobre a caixa de escada, em função da proximidade de seus pilares. Localização do Reservatório É bastante importante lembrarmos que a pressão não depende do volume de água contido no reservatório, e sim da altura. Além da altura, a localização inadequada do reservatório também poderá interferir na pressão da água nos pontos de utilização. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 12 Obs: O reservatório deverá ser localizado o mais próximo possível dos pontos de consumo, para que não ocorra perda de cargas exageradas nas canalizações, o que acarretaria diminuição da pressão nos pontos de utilização. Reservatório Inferior O reservatório inferior será sempre necessário em prédios com mais de três pavimentos (acima de 9m de altura), pois, geralmente, após esse limite, a pressão da rede pública não é suficiente para abastecimento do reservatório elevado. Necessitando assim, dois reservatórios: um na parte inferior e outro na superior da edificação. Obs: No projeto arquitetônico deverá ser previsto um espaço físico para a localização do sistema elevatório, denominado casa de bombas, suficiente para a instalação de dois conjunto de bombas, ficando uma de reserva para atender eventuais emergências. 1.3.3 Ramal de Alimentação Temos, primeiramente, que calcular a vazão de entrada, dividindo o consumo diário do prédio pelo número de segundo dia (86.400), admitindo, assim, que há fornecimento contínuo por parte da rede pública. A NB 92 recomenda que a velocidade máxima nessa tubulação é de 1,0ms. Então, para efeito de economia, adotamos esta, porém devemosobservar que não pode ser inferior a 0,6ms. Com a vazão e a velocidade, podemos determinar o diâmetro da tubulação com auxílio do ábaco III ou IV, dependendo serem os tubos de PVC ou ferro galvanizado. Obs: Note que o condutor de alimentação(ramal) dependerá diretamente do consumo diário de água na edificação. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 13 5ºExercício Teórico- Ramal de Alimentação Calcule o diâmetro do ramal de alimentação para o caso do exercício 2, sendo a tubulação de aço galvanizado. Solução Consumo diário: 48.000Lts Velocidade de entrada: 1,0m/s Vazão= Q = 48.000 / 86400 = 0,55Lts/s Com Q = 0,55Lts/s – ábaco III = 25mm(1”) Não deixe de montar as suas planilhas de cálculos no excel, facilitará quando tivermos que realizar o nosso projeto final. 6ºExercício Teórico- Ramal de Alimentação Calcule o diâmetro do ramal de alimentação para o caso do exercício 4, sendo a tubulação de aço galvanizado. Solução Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 14 1.3.4 Sistema de Recalque O sistema de recalque como vimos anteriormente, é composto de canalização de sucção, canalização de recalque e conjunto motobombas. Nesse sistema, calculamos o diâmetro do recalque e adotamos para sucção um diâmetro nominal imediatamente superior. Para o cálculo da vazão, adotamos um tempo de funcionamento, com a observação de que a capacidade horaria de uma bomba não deve ser inferior a 20% do consumo diário. É conveniente serem adotadas, a cada 24horas, os seguintes tempos de funcionamento para a bomba: 1) Prédios para apartamentos, 3 períodos de 1h30min cada. 2) Prédios para escritórios, 2 períodos de 2hcada. 3) Prédios para hospitais, 3 períodos de 2hcada. 4) Prédios para hotéis, 3 períodos de 1h30min cada. 1.3.5 Colunas Pode uma coluna alimentar mais de um conjunto sanitário por pavimento; porém, o mais comum é a alimentação de apenas um por andar. A NB 92 estabeleceu pesos para os diversos tipos de aparelhos na tabela III e, verificada a natureza da ocupação, determinamos a soma dos pesos por andar. Partindo de baixo para cima, somamos os pesos acumuladamente em cada ponto de derivação, sendo que a vazão é calculada, para cada trecho, em função da soma dos pesos no ábacos II. Tendo em vista o limite da velocidade em 2,5m/s, determinamos os diâmetros dos diversos trecho neste mesmo ábaco. A maneira mais usual é o emprego de uma planilha de cálculo com resultados dispostos conforme sugerido pela NB-92. Convém salientar que se o banheiro é do tipo privado, não há uso simultâneo das peças e a somatória dos pesos se restringe apenas à peça de maior peso. Também no cálculo das pressões dinâmicas, não levamos em conta a perda de carga no barrilete, porque este é dimensionado depois e os valores daqueles não causam grandes variações nas pressões. Notar que as pressões, tanto dinâmica quanto estáticas, não podem exceder a 40,0m. Se forem maior que este valor, deveremos usar válvulas de redução de pressão ou reservatórios intermediários. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 15 7ºExercício Teórico Colunas Dimensione a coluna AF1, em PVC, indicada na figura abaixo, sabendo se que esta alimenta em cada pavimento um quarto de banho de um apartamento composto de um vaso sanitário com válvula de descarga, um lavatório, um bidê e um chuveiro. Solução Sendo o banheiro do tipo privado, apenas uma peça será usada de cada vez; no caso tomemos a de maior peso que é o vaso e igual a 40, conforme tabela III. Nosso trabalho para resolução do problema será o preenchimento da planilha, conforme segue: 1ºPasso: Construa a seguinte planilha. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 16 2ºPasso: Insira agora o peso simples de cada pavimento, teremos aqui o valor da maior peça sanitária, o peso da privada que é igual a 40. 3ºPasso: Na opção de acumulados, deveremos representar a soma dos pesos ao longo dos pavimentos, é importante notar aqui que quanto mais alto, maior será o diâmetro da tubulação, quanto mais baixo, menor será o diâmetro da tubulação. Multiplique o valor simples, pelo número de pavimentos, através da fórmula acima. 4ºPasso:Através da seleção adjacente, todos os pesos acumulados serão inseridos. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 17 5ºPasso:Consulte o ábaco NºII, no qual teremos os diâmetros e vazões em função da soma dos pesos, feito isso, insira em sua planilha. Obs: Um detalhe importante nessa tabela está no peso das peças, onde, estamos trabalhando com um peso de 40 unidades Hunter para a maior peça que é o vaso sanitário. Atualmente, não precisamos inserir tal valor para os vasos sanitários, atualmente os mesmos atuam através de um processo de caixa acoplada, diminuindo assim o seu peso acumulado em unidades hunter e consequentemente reduzindo o diâmetro das tubulações. 1.3.6Barriletes Ramificado – A exemplo das colunas, os Barriletes deverão ser dimensionados por trechos, somando os pesos nos topos das colunas e, em função destes, determinamos os diâmetros de cada trecho com auxílio do ábaco II. Concentrado – Neste caso, todas as colunas partem do colar; então, basta somar os pesos nos topos das mesmas e, em função destes, determinando o diâmetro de todo o colar com auxílio do ábaco II. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 18 8ºExercício Teórico -Barrilete Dimensionar o barrilete, indicado na figura abaixo, sabendo-se que este alimenta quatro colunas com os seguintes pesos: AF-1 = 320; AF -2 = 400; AF-3 = 160 e AF-4 = 80. 1) Trecho AB: Pab = Paf1 + Paf2 = 320 + 400 = 720 comPab = 720, logo (ábaco II) - Ø = 60mm. 2) Trecho CD: Pcd = Paf3 + Paf4 = 160 + 80 = 240 comPcp = 240, logo (ábaco II) - Ø = 50mm. 3) Colar RBCR’ Prbcr’ = Paf1 + Paf2 + Paf3 + Paf4 = 320 + 400 + 160 + 80 = 960 comPrbcr’ = 960, logo (ábaco II) - Ø = 60mm. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 19 9ºExercício Teórico - Barrilete Dimensionar o barrilete, indicado na figura abaixo, sabendo-se que este alimenta quatro colunas com os seguintes pesos: AF-1 = 520; AF -2 = 200; AF-3 = 80 e AF-4 = 80. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 20 10ºExercício Teórico - Revisão 1. Dimensione os Reservatórios necessários para uma edificação com 12 Pavimentos, considerando que existe 4Ape por andar e 2 dormitórios por apartamento. 2. Dimensione o ramal de alimentação necessário para alimentar esta edificação. 3. Dimensione o barrilete, indicado na figura abaixo, sabendo-se que este alimenta quatro colunas com os seguintes pesos: AF-1 = 520; AF -2 = 200; AF-3 = 200 e AF-4 = 520. 1.3.7Ramais No dimensionamento dos ramais, deveremos somar os pesosdas peças ligadas aquele ramal e, com o ábaco II, achamos o diâmetro do ramal; isto se houver possibilidade de uso simultâneo, por que, caso contrário, o ramal deverá ter diâmetro do sub-ramal de maior peso. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 21 11ºExercício Teórico Ramais Dimensionar os ramais indicados na figura abaixo, sabendo-se que os vasos sanitários são alimentados com válvulas de descarga e os mictórios através de descarga descontínua. 1) Trecho AB: Pab = Pamc + Pamc’ = 0,3 + 0,3 = 0,6 comPab = 0,6, logo (ábaco II) - Ø = 20mm. 2) Trecho BC: Pbc = Pab + Pbmc’’ = 0,6 + 0,3 = 0,9 comPbc = 0,9, logo (ábaco II) - Ø = 20mm. 3) Trecho CD: Pcd = Pbc + PCVs = 0,9 + 40,0 = 40,9 comPcd = 40,9, logo (ábaco II) - Ø = 32mm. 4) Trecho DE: Pde = Pdc + PDVs’ = 40,9 + 40,0 = 80,9 comPde = 80,9, logo (ábaco II) - Ø = 40mm. 5) Trecho EF: Pdf = Pde+ PEVs” = 80,9 + 40,0 = 120,9 comPdf = 120,9, logo (ábaco II) - Ø = 50mm. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 22 12ºExercício Teórico Ramal de Alimentação Dimensionar os ramais indicados na figura abaixo, sabendo-se que os vasos sanitários são alimentados com válvulas de descarga e os mictórios através de descarga descontínua. 1) Trecho AB: Pab = Pamc + Pamc’ = 0,3 + 0,3 = 0,6 comPab = 0,6, logo (ábaco II) - Ø = 20mm. 2) Trecho BC: Pbc = Pab + Pbmc’’ = 0,6 + 0,3 = 0,9 comPbc = 0,9, logo (ábaco II) - Ø = 20mm. 3) Trecho CD: Pcd = Pbc + PCVs = 0,9 + 40,0 = 40,9 comPcd = 40,9, logo (ábaco II) - Ø = 32mm. 1.3.8 Sub-ramais Os diâmetros dos sub-ramais são dados diretamente na tabela VII, ficando o dimensionamento restrito aos valores indicados. Obs: O diâmetro das tubulações atualmente vem sendo reduzidos, por conta das privadas do tipo caixa acoplada. Essas privadas possuem um reservatório de água próprio, os quais armazenam a água que será utilizada na descarga, evitando assim a necessidade de canos com diâmetros maiores. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 23 Com o advento da caixa acoplada, o peso Hunter referente à privada foi reduzido de 40 para 0,3. Consequentemente, como toda a tubulação teve o seu diâmetro reduzido, os custos para a realização do seu projeto também o foram. 13ºExercício Teórico Ramal de Alimentação Dimensionar os ramais indicados na figura abaixo, sabendo-se que os vasos sanitários são alimentados com descarga de caixa acoplada e os mictórios através de descarga descontínua. 1) Trecho AB: Pab = Pamc + Pamc’ = 0,3 + 0,3 = 0,6 comPab = 0,6, logo (ábaco II) - Ø = 20mm. 2) Trecho BC: Pbc = Pab + Pbmc’’ = 0,6 + 0,3 = 0,9 comPbc = 0,9, logo (ábaco II) - Ø = 20mm. 3) Trecho CD: Pcd = Pbc + PCVs = 0,9 + 0,3 = 1,2 comPcd = 1,2, logo (ábaco II) - Ø = 20mm. Observe a diferença no diâmetro nas tubulações dentro do mesmo banheiro, onde o exercício 12 terá uma descarga do tipo contínua (32mm) e o exemplo 13 terá uma descarga do tipo de caixa acoplada (20mm). Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 24 1.3.9 Posicionamento dos Registros A altura padrão dos registros de gaveta é de 180cm em relação ao piso acabado. O seu posicionamento na parede do detalhe isométrico de água fria e quente e das interfaces com o leiaute do compartimento. A colocação do registro de pressão dentro do box deverá ser estudada da maneira que os registros do chuveiro possam ser abertos e fechados sem que a pessoa se molhe. Isso é de fundamental importância principalmente no inverno, quando em locais frios onde a água fria causa maior desconforto. A altura ideal desses registros deverá estar compreendida entre 100 e 110cm em relação ao piso acabado. 1.3.10 Dúvidas Frequentes Registro de pressão: utilizado para controle de vazão, sendo que a vedação é feita entre a sede metálica e o vedante, aplicado ao sub ramal do chuveiro. Registro de gaveta: deve ser utilizado com a finalidade de fechar o fluxo de água para manutenção da rede (totalmente aberto ou totalmente fechado). ABREVIAÇÕES N.A. – Nível d’água AF – Coluna de água fria Ch – Chuveiro Bd – Bidê Lv – Lavatório Vs – Vaso sanitário Bh – Banheira Tq – Tanque F – Filtro Mc – Mictório Ml – Máquina de lavar roupas Bb – Bebedouro Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 25 1.4 Ergonomia nos Projetos Os desenhos dos projetos das instalações devem seguir basicamente as normas brasileiras para desenho técnico, no geral, atendendo também as especificidades de cada projeto: água fria, água quente, incêndio, esgoto e águas pluviais. Observe algumas alternativas de leiaute de banheiro abaixo antes de realizar o seu exercício prático. 1ºExercício Prático Para estabelecer as dimensões de um banheiro, é fundamental levar em consideração as áreas ergonômicas das peças de utilização. 1ºPasso: Desenhe a seguinte planta abaixo, para que possamos adequar os nossos conhecimentos sobre as peças sanitária. 1.Lavatório Os lavatórios, medindo 45cm a 70cm de largura x 40cm a 55cm de profundidade, para sua perfeita utilização, exigem um espaço dinâmico retangular, com seu maior lado paralelo a parede e o menor perpendicular a ela. As dimensões mínimas desse quadrado (tamanho da peça mais espaço dinâmico) serão de 90cm x 90cm(mínimo) e 90cm x 111cm(máximo), para os modelos de parede e de coluna. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 26 2.Bacia Sanitária Os vasos, ou bacias, medem de 38cm a 40cm de largura x 46cm a 55cm de comprimento. A distância entre a bacia sanitária e a parede pode ser de 12cm, no caso de a descarga ser acionada por válvula, ou de 1,5cm, se a opção for o modelo de caixa acoplada. A área ergonômica da bacia sanitária é um retângulo de 70cm (largura) x 120cm (comprimento), que se sobrepõe as dimensões da peça. Quando houver nenhum obstáculo lateral a menor dimensão poderá ser de 60cm x 120cm. Os espaços livres laterais do vaso sanitário deverão ser de 20cm no mínimo, admitindo se a 15cm para banheiros de serviço, e espaço frontal de 55cm a 60cm. 3.Chuveiro Box O tamanho do boxe é de fundamental importância para que se possa tomar banho de chuveiro (ducha) com um mínimo de conforto. A área dinâmica do boxe deverá ter dimensões suficientes para permitir a abertura dos braços. Adotando se como medidas mínimas as dimensões de 80cm x 80cm ou 1m x 70cm. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 27 Observe um modelo reduzido da mesma planta baixa do banheiro acima. 1.5 Acessibilidade nos Projetos 2ºExercício Prático A sociedade em geral, hoje, vem cada vez mais se conscientizando da necessidade de proporcionar uma vida digna, confortável e independente aos portadores de necessidades especiais. Logo, o técnico não pode ignorar essa realidade, observe a NBR 9050 (norma brasileira exclusiva para acessibilidade). Observe as instruções abaixo e dimensione um banheiro acessível para portadores de necessidades especiais. MODELO BÁSICO Dimensão: o idealé 1,50m X 1,70m, mas poderá medir 1,50m X 1,50m (media mínima e neste caso a porta deve ter 1m de largura - confira na NBR9050 ilustrações); Barras laterais: altura 75cm a partir do piso acabado (medidos pelo eixo de fixação), comprimento mínimo 80cm (deve avançar 50cm a partir da extremidade frontal da bacia), diâmetro entre 3,5 e 4,5cm e distância de 4cm no mínimo da parede, ou seja, a parte mais externa estará a, no mínimo, 7,5cm da parede. O eixo da bacia deverá estar a 40cm da face da barra lateral. Já a barra dos fundos deve estar a no máximo 11cm da parede dos fundos (em relação à sua face externa) e deve extender-se no mínimo 30cm além do eixo da bacia em direção à parede lateral; Bacia sanitária: melhor o modelo sem caixa acoplada. Caso tenha, deve-se garantir a instalação da barra de apoio dos fundos para evitar que a caixa seja utilizada como apoio. Neste caso a altura entre a face da barra e a caixa acoplada deve ser de no mínimo 15cm. A altura do assento da bacia sanitária deve ficar entre 43 e 45cm do piso acabado (medidas da borda superior, sem o assento). Considerando com o assento, a medida máxima de altura é 46cm. Se for usada base de alvenaria para erguer o vaso sanitário, esta base Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 28 não deve ter mais de 5cm além do contorno da bacia; Válvula de descarga: altura máxima 1m e se possível com alavanca ou mecanismos de acionamento automático; Papeleira: altura entre 50 e 60cm a partir do piso e a 15cm a partir da ponta frontal da bacia; MODELO 2 (COM PIA) Dimensão: 2,00 de largura X 1,70m (em um módulo de 1,50 x 1,70m também é possível inserir um lavatório no canto - para conferir o desenho acesse a NBR9050); Barras laterais (posição horizontal): altura 75cm a partir do piso acabado (medidos pelo eixo de fixação), comprimento mínimo 80cm (deve avançar 50cm a partir da extremidade frontal da bacia), diâmetro entre 3,5 e 4,5cm e distância de 4cm no mínimo da parede, ou seja, a parte mais externa estará a, no mínimo, 7,5cm da parede. O eixo da bacia deverá estar a 40cm da face da barra lateral. Já a barra dos fundos deve estar a no máximo 11cm da parede dos fundos (em relação à sua face externa) e deve extender-se no mínimo 30cm além do eixo da bacia em direção à parede lateral; Bacia sanitária: melhor o modelo sem caixa acoplada. Caso tenha, deve-se garantir a instalação da barra de apoio dos fundos para evitar que a caixa seja utilizada como apoio. Neste caso a altura entre a face da barra e a caixa acoplada deve ser de no mínimo 15cm. A altura do assento da bacia sanitária deve ficar entre 43 e 45cm do piso acabado (medidas da borda superior, sem o assento). Considerando com o assento, a medida máxima de altura é 46cm. Se for usada base de alvenaria para erguer o vaso sanitário, esta base não deve ter mais de 5cm além do contorno da bacia; Válvula de descarga: altura máxima 1m e se possível com alavanca ou mecanismos de acionamento automático; Papeleira: altura entre 50 e 60cm a partir do piso e a 15cm a partir da ponta frontal da bacia; Lavatório: deve ser suspenso e sua borda superior deve estar entre 78 e 80cm de altura em relação ao piso acabado, devendo a parte inferior ser livre de obstáculos e respeitar a altura livre mínima de 73cm; o sifão e a tubulação devem estar a no mínimo a 25cm da face externa da pia; a torneira deve ser acionada por alavanca ou dispor de acionamento automático e estar a no máximo a 50cm da face externa da pia; Barra apoio lavatório: é necessária a instalação de barras de apoio ao redor do lavatório (obedecendo a altura deste); Espelho: a base inferior deve estar no máx. a 90cm do piso e a altura da borda superior deve estar a no mín. 1,80m do piso acabado. Quando inclinar 10º o espelho em relação a parede a altura da borda inferior deve ser de no máximo 1,10m e a borda superior de no mínimo 1,80m do piso acabado; Acessórios junto ao lavatório (como saboneteiras e toalheiros): devem estar entre 80cm e 120cm do piso acabado. ‘ Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 29 MODELO 3 (COM PIA E DUCHA) Dimensão: 2,05 de largura X 2,40m (módulo desenvolvido pela equipe do Portal Clique Arquitetura, baseado na NBR9050); Barras laterais: altura 75cm a partir do piso acabado (medidos pelo eixo de fixação), comprimento mínimo 80cm (deve avançar 50cm a partir da extremidade frontal da bacia), diâmetro entre 3,5 e 4,5cm e distância de 4cm no mínimo da parede, ou seja, a parte mais externa estará a, no mínimo, 7,5cm da parede. O eixo da bacia deverá estar a 40cm da face da barra lateral. Já a barra dos fundos deve estar a no máximo 11cm da parede dos fundos (em relação à sua face externa) e deve extender-se no mínimo 30cm além do eixo da bacia em direção à parede lateral; Barras para o Boxe: na parede de fixação do banco deverá ser instalada uma barra vertical a 75cm do piso, com comprimento mínimo de 70cm e a uma distância de 85cm da parede lateral ao banco. Na parede lateral ao banco devem ser instaladas 2 barras de apoio, sendo uma vertical e outra horizontal (ou uma em "L"). Confira as medidas nos desenhos abaixo e para saber mais acesse a NBR9050 (link ao final do texto). Bacia sanitária: melhor o modelo sem caixa acoplada. Caso tenha, deve-se garantir a instalação da barra de apoio dos fundos para evitar que a caixa seja utilizada como apoio. Neste caso a altura entre a face da barra e a caixa acoplada deve ser de no mínimo 15cm. A altura do assento da bacia sanitária deve ficar entre 43 e 45cm do piso acabado (medidas da borda superior, sem o assento). Considerando com o assento, a medida máxima de altura é 46cm. Se for usada base de alvenaria para erguer o vaso sanitário, esta base não deve ter mais de 5cm além do contorno da bacia. Válvula de descarga: altura máxima 1m e se possível com alavanca ou mecanismos de acionamento automático; Papeleira: altura entre 50 e 60cm a partir do piso e a 15cm a partir da ponta frontal da bacia; Lavatório: deve ser suspenso e sua borda superior deve estar entre 78 e 80cm de altura em relação ao piso acabado, devendo a parte inferior ser livre de obstáculos e respeitar a altura livre mínima de 73cm; o sifão e a tubulação devem estar a no mínimo a 25cm da face externa da pia; a torneira deve ser acionada por alavanca ou dispor de acionamento automático e estar a no máximo a 50cm da face externa da pia; Barra apoio lavatório: é necessária a instalação de barras de apoio ao redor do lavatório (obedecendo a altura deste); Espelho: a base inferior deve estar no máx. a 90cm do piso e a altura da borda superior deve estar a no mín. 1,80m do piso acabado. Quando inclinar 10º o espelho em relação a parede a altura da borda inferior deve ser de no máximo 1,10m e a borda superior de no mínimo 1,80m do piso acabado; Acessórios junto ao lavatório (como saboneteiras e toalheiros): devem estar entre 80cm e 120cm do piso acabado. Área de Transferência: deverá ser prevista uma área de transferência externa ao boxe, estendendo-se no mínimo 30cm além da parede Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 30 onde o banco está fixado (veja a figura abaixo). Se houver porta no boxe esta não pode interferir na transferência da cadeirante rodas para o banco e deve ser de material resistente a impactos; Boxe: a medida mínima é de 90 x 95cm; Banco: deverá haver dentrodo boxe um banco de apoio articulado ou removível, com cantos arredondados e superfície antiderrapante e impermeável. Comprimento mínimo 70cm, profundidade mínima 45cm e altura de 46cm em relação ao piso acabado; Chuveiro: registros e misturadores devem ser do tipo alavanca, preferencialmente monocromado e instalados a 45cm da parede de fixação do banco e a 1m de altura em relação ao piso acabado. Deve haver ducha manual, na qual deve haver o controle de fluxo da água e a ducha deve ser instalada a 30cm da parede de fixação do banco a altura de 1m do piso acabado; EXERCÍCIO PRÁTICO 3 1ºPasso: Desenvolva a seguinte planta padrão, para que possamos realizar o nosso projeto hidro sanitário. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 31 2ºPasso: Realize o download das peças sanitárias necessárias para o seu banheiro: lavatório, vaso sanitário e chuveiro. Obs: Fique atento as dimensões do bloco, para que os objetos fiquem do tamanho ideal. 1. Os vasos, ou bacias, medem de 38cm a 40cm de largura x 46cm a 55cm de comprimento. 2. Os lavatórios, medindo 45cm a 70cm de largura x 40cm a 55cm de profundidade, para sua perfeita utilização. 3ºPasso: Realize o download das peças sanitárias necessárias para o seu banheiro: pia, privada e chuveiro. 4ºPasso: Realize a inserção da sua coluna de água fria, dos seus ramais e sub-ramais de acordo com o posicionamento de suas peças sanitárias. Na sua vista do tipo planta. 5ºPasso: Realize o corte de sua edificação e informe através do mesmo os pontos de passagem dos ramais e sub-ramais. Observe que no corte do projeto hidráulico, o posicionamento dos pontos deverá corresponder ao posicionamento dos pontos na planta baixa. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 32 Observe a altura dos respectivos pontos: 1) Lavatório = 0,60 2) Vaso Sanitário = 0,33 3) Chuveiro = 2,10 4) Registro de Pressão do (CHUVEIRO) = 1,00 5) Registo Geral = 1,80 6ºPasso: Posicione a planta baixa e o seu corte na escala de 1:50 em um papel A4. EXERCÍCIO GERAL DO 1ºCAPÍTULO 1º Informe a diferença entre o ramal predial e o ramal de alimentação. 2º Qual a finalidade do extravasor? 3º O que é o sistema de recalque? 4º Informe os tipos de barrilete que existem. 5º Qual a diferença de uma coluna para um sub-ramal? 6º Os ábacos muito utilizados nas instalações hidráulicas para o dimensionamento de tubulações estão compreendidos em qual NBR? EXERCÍCIO PRÁTICO4 1º Dimensione os reservatórios necessários para uma edificação com 5 pavimentos, 2 apartamentos por andar e dois dormitórios cada. 2º Dimensione o ramal de alimentação necessário para a sua edificação. 3º Realize a planta do pavimento tipo de sua edificação na escala de 1:100 no AutoCad. 4º Insira as peças hidro sanitárias em sua planta de pavimento tipo. 5º Realize o corte individualmente de seus banheiros e cozinhas. 6º Faça o dimensionamento dos sub-ramais de seu banheiro. 6.2º Insira os dados encontrados no seu dimensionamento em seu corte. 7º Dimensione todas as conexões das colunas D’água necessárias para sua instalação, fique atento aos pesos acumulados das peças nos pavimentos. 8º Dimensione o barrilete de sua edificação. 9º Organize todos os seus dados em uma planilha de Excel e o seu projeto no AutoCad. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 33 1.4Tabelas para dimensionamento das instalações de Água Fria TABELA I – Estimativa de População TABELA II – Consumo Predial Diário Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 34 TABELA III – Pesos Relativos das Peças de Utilização 1.6 Projeto em Isométrica Perspectiva isométrica é o processo de representação tridimensional em que objeto se situa num sistema de três eixos coordenados (axonometria). A perspectiva isométrica é muito usada para mostrar instalações hidráulicas. As plantas isométricas de tubulação são desenhos feitos em escala, contendo todas as tubulações de uma determinada área, representada em projeção horizontal. 1ºPasso: Abra o AutoCAD e realize a construção do seguinte projeto de banheiro. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 35 2ºPasso: Dê um clique no seguinte ponto do seu cubo, para selecionar a vista isométrica. Observe como ficará posicionada a sua planta. CHUVEIRO 3ºPasso: Selecione a ferramenta Line, em seguida, dê um clique no seguinte ponto, onde está situado o seu chuveiro, coloque o seu mouse para cima e insira o valor 2.10 para demarcar o posicionamento do seu chuveiro. Lembre-se de representar a saída do ponto de água para encaixe do seu chuveiro(0,15). RESERVATÓRIO E REGISTRO GERAL 4ºPasso: Selecione a ferramenta Line, e realize a construção da coluna d’água e o seu primeiro ramal conectado ao chuveiro. CLIQUE AQUI CONSTRUA A SEGUINTE LINHA OBSERVE AQUI Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 36 5ºPasso: Realize a construção através da ferramenta Rectangle, do seu reservatório de água fria. LAVATÓRIO E VASO SANITÁRIO 6ºPasso: Selecione a ferramenta Line, e realize a construção das seguintes linhas para demarcar a altura de suas peças sanitárias. O vaso sanitário será de 0,30m e o lavatório de 0,60m. 7ºPasso: Selecione a ferramenta Line, e realize a construção do ramal e dos sub-ramais para a ligação dos seus pontos de consumo. CONSTRUA DESSA FORMA REPRESENTE AS SEGUINTES LINHAS OBSERVE COMO FICARÁ O SEU PROJETO Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 37 DETALHAMENTO Nessa fase é fundamental a realização da representação das conexões e registros que serão utilizados em nossa instalação de água fria. 8ºPasso: Selecione a ferramenta Line, e realize a construção dos seguintes símbolos para o nosso projeto de água fria. 9ºPasso: Retire as suas linhas de chamada e insira a bitola dos canos de sua instalação. OBSERVE OS SÍMBOLOS Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 38 10ºPasso: Para finalizar o seu projeto, insira o nome de todos os pontos de consumo. Observe o mesmo projeto sem o reservatório superior, apenas com a indicação da coluna de água fria que fornece o seu projeto. OBSERVE OS SÍMBOLOS Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 39 EXERCÍCIO PRÁTICO5 Dentro da Isométrica realizada por você, insira um reservatório para reaproveitamento de água pluvial, ligado diretamente ao seu vaso sanitário. Fique atento, dentro do nosso projeto: a Layer azul foi utilizada para representar a instalação de água fria proveniente da rede concessionária, a Layer verde foi utilizada para representar a instalação de água reutilizada da chuva. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 40Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 41 2.Dispositivos Controladores de Pressão 2.1 Generalidades As peças de utilização são projetadas dentro do projeto hidráulico sob uma pressão estática ou dinâmica (máximas e mínimas) preestabelecidas pelos fabricantes de tubos, dispositivos e aparelhos sanitários. Atualmente, existem no mercado dispositivos que elevam ou reduzem a pressão da água nas canalizações. Quando falta pressão na rede, o pressurizador é um recurso bastante eficiente, porém quando a pressão está elevada acima de 40 m.c.a(metros de coluna d’água), utilizam se válvulas redutoras de pressão. 2.2 Força, Pressão e Perda de Carga Quando uma força é aplicada sobre uma área, ocorre o que chamamos de pressão. Imagine um reservatório com 10 metros de altura, completamente cheio de água. Qual é a força ou pressão, que teremos sobre o fundo deste reservatório? Será de 10 metros de força em cada cm² do seu fundo, não importando qual seja seu diâmetro. A água contida em um tubo tem um determinado peso, o qual exerce uma determinada pressão nas paredes desse tubo. Qual é essa pressão? Olhando para os dois copos A e B, em qual dos dois existe maior pressão sobre o fundo de cada um? O copo A ou o copo B? A primeira ideia que nos vem na cabeça é que existe maior pressão no fundo do copo A. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 42 No entanto, se ligarmos os dois copos, como mostra a figura abaixo, observaremos que os níveis permanecem exatamente os mesmos. Isto significa que: Se as pressões dos copos fossem diferentes, a água contida no copo A empurraria a água do copo B, que transbordaria. As pressões, portanto, são iguais em ambos os copos! É isto mesmo o que ocorre na prática. Esta experiência é chamada “Princípio dos Vasos Comunicantes”. Agora, se adicionarmos água no copo A, inicialmente ocorre um pequeno aumento da altura “hA”. O nível do copo A, então, vai baixando aos poucos. Com a adição de água, houve um aumento de pressão no fundo do mesmo, a qual tenderá a se igualar a pressão exercida pela água do copo B. Conclusão A pressão que a água exerce sob uma superfície qualquer (no nosso caso, o fundo e as paredes do copo) só depende da altura do nível da água até essa superfície. É o mesmo que dizer: A pressão não depende do volume de água contido em um tubo, e sim da altura. Níveis iguais geram pressões iguais. A pressão não depende da forma no recipiente. Dentro do sistema de abastecimento e da instalação predial a água exerce uma força sobre as paredes das tubulações. A esta força damos o nome de “pressão”. Nos prédios, o que ocorre com a pressão exercida pela água nos diversos pontos das tubulações, é o mesmo que no exemplo dos copos. Isto é: a pressão só depende da altura do nível da água, desde um ponto qualquer da tubulação até o nível da água do reservatório. Quanto maior for a altura, maior será a pressão. Se diminuirmos a altura, a pressão diminui. No esquema abaixo, vimos que a pressão no ponto B é maior que em A, pois ali a altura da coluna da água é maior que a coluna do ponto A. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 43 2.3 Como podemos medir a Pressão Como vimos, pressão é uma força exercida sobre uma determinada área. Sendo assim, sua unidade de medida é quilograma força por centímetro quadrado – kgf/cm². Existem outras formas de expressarmos as unidades de medida de pressão: m.c.a: metros de coluna d’água Pa: Pascal Veja correspondência destas unidades: 1kgf/cm² é a pressão exercida por uma coluna com 10 metros de altura, ou seja, 10 metros de coluna d’água (m.c.a.), ou 100.000 Pa. Se você mora em um edifício de 10 andares e alguém lhe pede para medir a pressão na torneira do seu lavatório, como você poderia fazer essa medição? Bastaria substituir a torneira do lavatório por um manômetro* e efetuar a leitura. Você poderia saber qual é exatamente a diferença de altura existente entre o nível da torneira e o da caixa d’água? Sim! Através do valor que o manômetro estaria marcando. Se este manômetro indicasse, por exemplo, 2kgf/cm², isto significaria que esta altura é de 2kgf/cm² x 10, igual 20 metros de coluna d’água. Ou seja, 20 metros de desnível. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 44 2.4 Pressão estática, dinâmica e de serviço Nas instalações prediais, devemos considerar três tipos de pressão: Pressão estática, pressão dinâmica e pressão de serviço Pressão estática: Pressão da água quando ela está parada dentro da tubulação. O seu valor é medido pela altura que existe entre, por exemplo, o chuveiro e o nível da água no reservatório superior. Se for instalado um manômetro no ponto do chuveiro e a altura até o nível da água no reservatório for de 4 metros, o manômetro marcará 4m.c.a. Com relação à pressão estática, a norma NBR5626 de instalações prediais de água fria, diz o seguinte: Em uma instalação predial de água fria, em qualquer ponto, a pressão estática máxima não deve ultrapassar 40m.c.a. (metros de coluna d’água). Isto significa que a diferença entre a altura do reservatório superior e o ponto mais baixo da instalação predial não deve ser maior que 40 metros. Como então fazer uma instalação de água fria em um edifício com mais de 40 metros de altura? A solução mais utilizada, por ocupar menos espaço, é o uso de válvulas redutoras de pressão, normalmente instaladas no subsolo do prédio. Veja o esquema abaixo: Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 45 Pressão dinâmica: É a pressão verificada quando a água está em movimento, que pode ser medida também através de um manômetro. Esta pressão depende do traçado da tubulação e os diâmetros adotados para os tubos. O seu valor é a pressão estática menos as perdas de carga distribuída e localizada. A pressão mínima para o bom funcionamento do chuveiro é de 1,3mca e a máxima 40mca. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 46 Pressão de serviço: Esta representa a pressão máxima que podemos aplicar a um tubo, conexão, válvula ou outro dispositivo, quando em uso norma. Neste caso, citamos o seguinte trecho da norma NBR5626: “O fechamento de qualquer peça de utilização não pode provocar sobre-pressão em qualquer ponto da instalação que seja maior que 20 m.c.a. acima da pressão estática nesse ponto”. Isto quer dizer que a pressão de serviço não deve ultrapassar a 60 m.c.a. pois é o resultado da máxima pressão estática(40.m.c.a.) somada a máxima sobre-pressão(20m.c.a.). É importante seguir estas recomendações para evitar danos as tubulações, como os casos de rompimento de conexões, estrangulamentos de tubos, etc., que trazem transtornos aos usuários. Importante Alguns profissionais que executam instalações em prédios com grandes alturas utilizam tubos metálicos, pensando que estes são mais fortes e que resistem a maiores pressões. Na realidade a norma não faz distinção sobre qual ou quais materiais devem ser as tubulações das instalações. Dessa forma, a pressão estática máxima de 40m.c.a. deve ser obedecida em qualquer caso, independente dos materiais dos tubos. Tanto faz se for PVC, cobre ou ferro. 2.5 Golpe de Aríete Existe um fenômeno que ocorrenas tubulações dos sistemas hidráulicos conhecido por o Golpe de Aríete. Este nome se originou de uma antiga máquina de guerra utilizada para arrombar portas e muralhas. Era formada por um tronco que tinha numa das extremidades uma peça de bronze, semelhante a uma cabeça de carneiro. Nas instalações hidráulicas ocorre algo semelhante quando a água ao descer em velocidade elevada pela tubulação, é bruscamente interrompida. Isto provoca golpes de grande força (elevações de pressão) nos equipamentos da instalação. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 47 Explicando melhor Se um líquido estiver passando por uma calha e de repente interrompermos a sua passagem, seu nível subirá rapidamente, passando a transbordar pelos lados. Se isto ocorrer dentro de um tubo, o líquido não terá por onde escapar e provocará portanto um aumento de pressão contra as paredes do tubo, causando sérias conseqüências na instalação. Situação 1 - Válvula fechada: Temos apenas a pressão estática da rede (pressão normal). Situação 2 - Válvula aberta: A água começa a descer, aumentando gradativamente sua velocidade dentro do tubo. A pressão contra as paredes se reduz ao máximo. Situação 3 - Fechamento rápido da válvula: Ocorre interrupção brusca da água, causando violento impacto sobre a válvula e demais equipamentos, além de vibrações e fortes pressões na tubulação. Alguns tipos de válvulas de descarga e registros de fechamento rápido provocam o efeito do Golpe de Aríete. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 48 O que se deve fazer para evitar ou eliminar os Golpes de Aríete? Utilizar válvulas de fechamento lento. Existem algumas marcas de válvulas de descarga que possuem dispositivos anti-golpe de aríete, que tornam o fechamento da válvula mais suave. Principalmente em prédios, é preferível utilizar caixas de descarga, pois além de consumirem menor quantidade de água, não provocam Golpe de Aríete. Em locais com válvulas já instaladas, procure antes verificar se é possível regula-las para que fechem lentamente. Caso não seja possível, opte pela troca desta válvula. Formas de Amenizar o Problema: 1) Utilização de válvulas de descarga e registros com fechamento mais suave. 2) Em prédios será preferível a utilização de caixas de descarga, pois além de consumirem menor quantidade de água, não provocam gole de aríete. 3) Aspeças de utilização deverão ser locadas na parede oposta a contigua aos ambientes habitados ou, a impossibilidade disso, utilizar dispositivos antirruídos nas instalações. 4) Utilizar vasos sanitários acoplados a caixa de descarga, em vez de válvulas de descarga. 5) Deixar um recobrimento mínimo de 50mm (tijolo maciço, argamassa, ou tijolo * argamassa) na face voltada para dormitórios, salas de estar, íntima, escritórios. Perda de carga Inicialmente afirmamos que só podemos aumentar a pressão se também aumentarmos a altura. Como explicar o fato de que podemos aumentar a pressão em um chuveiro se fizermos o traçado da tubulação mais reto ou aumentarmos o seu diâmetro? Em laboratórios, pode se verificar que o escoamento da água nos tubos pode ser turbulento(desorganizado). Com o aumento da velocidade da água na tubulação, a turbulência faz com que as partículas se agitem cada vez mais e acabem colidindo entre si. Além disso, o escoamento causa atrito entre as partículas e as paredes do tubo. Assim, as colisões entre as partículas com as paredes dos tubos, dificultam o escoamento da água, o que gera a perda de energia. Podemos dizer então que “o líquido perde pressão” ou seja: “houve perda de carga”. Tubos com paredes lisas permitem um escoamento da água com menos turbulência, o que reduz o atrito. Ou seja, assim teremos menos choques entre as partículas da água e, portanto, menor perda de carga. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 49 Tubos com paredes rugosas aumentam a turbulência da água, pois geram maior atrito. Assim, teremos mais choques entre as partículas da água e, portanto, maior perda de carga. É importante lembrar que na prática não há escoamento em tubulações sem perda de carga. O que deve ser feito é reduzi-la aos níveis aceitáveis. Os tubos de PVC, por terem paredes mais lisas, oferecem menores perda de carga. Classificação das perdas de carga Distribuída: É aquela que ocorre ao longo da tubulação, pelo atrito da água com as paredes do tubo. Quanto maior o comprimento do tubo, maior será a perda de carga. Quanto menor o diâmetro, maior também será a perda de carga. Localizada Nos casos em que a água sofre mudanças de direção como, por exemplo, no joelhos, reduções, tês, ocorre ali uma perda de carga chamada de “localizada”. Isto é fácil de entender se pensarmos que nestes locais, há uma grande turbulência concentrada, a qual aumenta os choques entre as partículas da água. É por isto que quanto maior for o número de conexões em um trecho de tubulação, maior será a perda de pressão neste trecho ou perda de carga, diminuindo a pressão ao longo da rede. 2.5 BombaD’água A bomba d\água é um dispositivo que está presente no sistema de recalque de qualquer edificação e de indiscutível importância. Porém, antes de adquirirmos uma bomba é importante conhecermos os modelos existentes no mercado: Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 50 1.Bomba Submersa É o tipo ideal e de maior rendimento para poços de qualquer profundidade. O conjunto moto-bomba é instalado dentro do poço, submerso em alguns metros abaixo do nível dinâmico, funciona silenciosamente e requer pouquíssima manutenção quando bem especificado e corretamente instalado. 2.Bomba Centrífuga Bombas Centrífugas são bombas hidráulicas que têm como princípio de funcionamento a força centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando líquido do centro para a periferia do conjunto girante. A Bomba centrífuga é o equipamento mais utilizado para bombear líquidos no saneamento básico, na irrigação de lavouras, nos edifícios residenciais, na indústria em geral, transferindo líquidos de um local para outro. Tem grande limitação devido ao fato de que sua utilização somente é possível em poços onde o nível dinâmico (inferior) não ultrapasse a profundidade de aproximadamente 8 metros, no máximo. 3.Compressor de AR Tem um funcionamento prático e simples. Trabalha na superfície, com motor elétrico ou diesel, tendo em sua instalação dois tubos até o fundo do poço, sendo um tubo para recalque da água e o outro de menor diâmetro para injeção de ar. É o ideal para poços onde exista grande volume de areia misturado a água ou com tendência a acumular sedimentos e também para locais com indisponibilidade de energia elétrica, devido à possibilidade do uso de motores diesel. De negativo registramos o alto nível de ruído e o baixo rendimento, requerendo motores de maior potência que as bombas do tipo submersas. 2.6 Método Básico para Seleção de uma Bomba Centrífu ga A bomba d\água é um dispositivo que está presente no sistema de recalque de qualquer edificação e de indiscutível. CRITÉRIOS: Para calcular-se com segurança a bomba centrífuga adequada a um determinado sistema de abastecimento de água, são necessários alguns dados técnicos fundamentais do local da instalação e das necessidades do projeto: 1. Distância em metros entre a captação, ou reservatório inferior,e o ponto de uso final, ou reservatório superior, isto é, caminho a ser seguido pela tubulação, ou, se já estiver instalada, o seu comprimento em metros lineares, e os tipos e quantidades de conexões e acessórios existentes; Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 51 2. Diâmetro (Pol ou mm) e material (PVC ou metal), das tubulações de sucção e recalque, caso já forem existentes; 3. Tipo de fonte de captação e vazão disponível na mesma, em m³/h; 4. Vazão requerida, em m³/h; 5. Capacidade máxima de energia disponível para o motor, em cv, e tipo de ligação (monofásico ou trifásico) quando tratar-se de motores elétricos; 6. Altitude do local em relação ao mar; 7. Temperatura máxima e tipo de água (rio, poço, chuva). Obs: As bombas centrífugas ou autoaspirantes com corpo de metal, que forem usadas para trabalho com água quente superior a 70ºC, deverão possuir vedação com Selo Mecânico em VITON e Rotor em BRONZE. 2.7 Pressurizadores Nas instalações hidráulicas, possuímos um problema bastante recorrente. Falta de água, ou baixa pressão em alguns pontos de consumo, como no caso dos chuveiros. Como poderíamos resolver este problema? Possuímos duas formas de resolver esta situação: 1) Elevando a altura do reservatório superior, como é sabido a água que passa por toda a tubulação hidráulica circula através da gravidade, por isso, que a água deve vim do reservatório superior para os pontos de consumo e quanto maior for a altura do reservatório superior em relação aos pontos de consumo a pressão será maior. Logo, se não for possível elevar a altura de seu reservatório, não será possível elevar a pressão nos pontos de consumo. Obs: Não há relação com a quantidade de água presente no reservatório superior e a pressão, ou seja, um reservatório de 1000Litros ou um reservatório de 10.000Litros, que estão posicionados na mesma altura, disponibilizaram a mesma pressão para o sistema. Esta primeira forma de resolução do problema da pressão nos sub-ramais é a mais conhecida e também de grande trabalho manual e estético para relocar um reservatório superior. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 52 2) Instalando um pressurizador, este equipamento elétrico é diferente da bomba elétrica. Enquanto a bomba, leva a água de um reservatório inferior para um superior, o pressurizador irá pressionar a água dentro da tubulação, para que a vazão nos sub-ramais aumentem. Resolvendo assim, o problema da relocação do reservatório superior. Observe como é importante, saber vincular o setor elétrico com o setor hidráulico, não são apenas esses dois ramos de conhecimento que estão interligados, atualmente todos os ramos vem se acoplando e é fundamental para um profissional habilitado estar pronto para resolver problemas de todas as ordens. EXERCÍCIOS DO 2ºCAPÍTULO 1. Qual a definição de pressão e qual a sua unidade de medida? 2. O que significa a unidade de medida m.c.a? 3. Qual aparelho é utilizado para auferir a pressão da água? 4. O que é a pressão estática e onde podemos encontrá-la? 5. Informe a pressão estática máxima dentro de uma instalação predial de água fria? 6. O que é a pressão dinâmica? Como a mesma pode ser medida? 7. O que é o golpe de aríete? 8. Informes três formas de amenizar o golpe de aríete? Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 53 Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 54 3.Eletricidade aplicada à Hidráulica 3.1 Generalidades A eletricidade nos dias atuais é a responsável por movimentar todo o nosso mundo. Atualmente mesmo nos projetos hidráulicos é fundamental o conhecimento básico das instalações elétricas, caso contrário não será possível a instalação de aparelhos como bombas d’água, pressurizadores, boias, etc. 3.2 Tensão Elétrica Definição: Quantidade de energia disponível entre dois pontos. Unidade de Medida: Volts. Podemos encontrar a tensão elétrica, por exemplo em nossas residências, nas nossas tomadas o valor respectivo a 220Volts. Este valor, representa o valor fornecido pela rede para a ligação de aparelhos naquela tomada. Por isso, que se você realizar a ligação de um aparelho que trabalha com 110Volts o mesmo não funcionará corretamente. É importante observar que todas as tomadas de nossas residências possuem 220Volts, independentemente da quantidade de aparelhos que estão sendo ligados a ela, este valor é fornecido pela rede concessionária de energia. Exemplo: Uma bomba d’água, é um motor elétrico, que para funcionar precisa ser ligado a uma tomada o qual deverá fornecer a tensão necessária para o funcionamento da bomba. 1. Caso a bomba trabalhe com 220V, deverá ser ligada a uma tomada que forneça 220V. 2. Caso a bomba trabalhe com 110V, deverá ser ligada a uma tomada que forneça 110V. 3.3 Corrente Elétrica Definição: Fluxo ordenado de elétrons em um circuito fechado. Unidade de Medida: Ampères. Para entender o princípio da corrente elétrica, é fundamental entender precipuamente os dois tipos de circuitos elétricos padrões: 1. Circuito Aberto 2. Circuito Fechado Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 55 Para explicar esses dois circuitos, recorrei a um exemplo do seu cotidiano. Analisaremos um circuito de um interruptor que liga e desliga uma lâmpada. No momento que o interruptor liga a lâmpada, dizemos tecnicamente que o circuito está fechado; No momento que o interruptor desliga a lâmpada, dizemos tecnicamente que o circuito está aberto. Logo, podemos concluir que, quando o circuito está fechado, haverá a passagem de corrente elétrica pela lâmpada, ou seja, os elétrons estão circulando de maneira ordenada. Quando o circuito se encontra aberto, não haverá a passagem de corrente elétrica pelo circuito, o mesmo permanece desligado. A corrente elétrica então, é este fenômeno que se desenvolve com o fluxo ordenado dos elétrons dentro de um circuito quando submetido a uma tensão elétrica. Obs: Enquanto a tensão é constante nas instalações elétricas residências em todos os pontos de consumo (220V no NE ou 110V no Sul/Sudeste), o consumo será variável para cada aparelho, cada equipamento poderá consumir de maneira diferente, embora sejam ligados sob uma mesma tensão. Logo, uma televisão e um aparelho de som são ligados na mesma tomada, sob a mesma tensão de 220V, embora cada aparelho possua um consumo diferente. CIRCUITO FECHADO CIRCUITO ABERTO Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 56 3.4 Aplicações à Hidráulica Para aplicarmos todos os conhecimentos trabalhados acima, começaremos com um exemplo:Visualize um sistema de recalque, o qual terá como finalidade levar a água de um reservatório inferior para um reservatório superior. Para que a água seja transposta de um ponto para o outro se fará necessário uma bomba elétrica. A bomba elétrica possui diversos modelos/fabricantes e que futuramente aprenderemos a dimensioná-la, porém, previamente precisamos ter o conhecimento de como a mesma será ligada, se será ligada a uma rede monofásica, bifásica ou até mesmo trifásica. Além disso, precisaremos dimensionaro sistema de proteção para a bomba, com disjuntores e DR’s. 3.4.2 Boia A boia é um dispositivo que está sempre associado ao conjunto moto bomba, ele terá como finalidade desligar a bomba, quando o reservatório superior já estiver no seu limite, impedindo assim o desperdício de água. A boia, então poderá ser comparada a um disjuntor, a qual ligará e desligará o circuito, porém não necessitará da atuação mecânica de alguma pessoa, esse liga-desliga será automático, economizando assim água e dinheiro. 3.4.3 Verificação da Boia Para verificarmos a boia é bastante simples, precisaremos recorrer a um teste chamado de continuidade, para verificar se a mesma se encontra em perfeito estado de uso ou não. Um detalhe relacionado a ligação das boias estão no seu número de fios, são 3. O do meio é o fio comum que sempre será ligado aos outros dois, e o fio acima fechará o circuito na lógica inversa do de baixo. Logo, não existirá boia para cisterna e boia para reservatório superior, a mesma boia poderá ser utilizada nos dois tipos de ligações, dependerá apenas da sua forma de instalação. Preste atenção, antes de instalar a mesma. 3.4.4 Boia Presente na Cisterna A chave boia Nível inferior é empregada em reservatórios de líquidos localizados geralmente abaixo do nível do solo, tipo cisterna. Tem os seus terminais de contato aberto (desligado) quando posicionada na vertical, o que corresponde ao reservatório contendo um nível mínimo ou estando vazio. Quando o reservatório está com um nível satisfatório, a boia se posiciona na horizontal o que corresponde aos terminais de contato fechado (ligado) e dando continuidade. Ou seja, tornando possível a transferência de água do reservatório inferior para o superior. 1Passo, Com a boia posicionada da seguinte maneira (horizontal) o multímetro deverá indicar 0,08 (CONTINUIDADE), ou seja, circuito FECHADO. Da seguinte forma, a boia informa a bomba Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 57 que existe água no reservatório inferior e poderá ser enviada para o superior, através do sistema de recalque, ligando a bomba. 2Passo, Com a boia agora na posição (vertical) o multímetro deverá indicar 1 (INFINITO), ou seja, circuito aberto. Ela estará desligando a bomba, informando que o nível está baixo, a boia apenas irá fechar novamente o circuito quando o seu nível for alcançado. Preste atenção na lógica de ligação da boia e a implicação no seu posicionamento. 3.4.4 Boia Presente no Reservatório Superior A chave boia Nível superior empregada em caixas d’água, tem um comportamento inverso a do nível inferior, uma vez que na posição horizontal os seus contatos se apresentam abertos e na posição vertical os contatos estão fechados. 1Passo, Com a boia agora na posição (horizontal) o multímetro deverá indicar 1 (INFINITO), ou seja, circuito aberto. Ela estará desligando a bomba, informando que o nível foi atingido, a boia apenas irá fechar novamente o circuito quando o seu nível estiver abaixo do determinado. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 58 2Passo, Com a boia posicionada da seguinte maneira (vertical) o multímetro deverá indicar 0,08 (CONTINUIDADE), ou seja, circuito FECHADO. Da seguinte forma, a boia informa a bomba que falta água no reservatório superior e através do sistema de recalque a água do reservatório inferior deverá subir para o reservatório superior. Preste atenção na lógica de ligação da boia e a implicação no seu posicionamento. Conclusão: Não precisamos de um tipo de boia específica para reservatório superior e outra específica para reservatório inferior, a boia, dependendo da forma que for ligada poderá atuar de formas distintas para o reservatório superior e o inferior. 3.5 Dispositivos de Segurança para os Motores O conjunto de moto bomba, por ser um dispositivo elétrico deverá possuir a sua proteção elétrica específica, tanto para manobra do circuito (ligar e desligar), como também para proteger o circuito contra: 1. Curto Circuito; 2. Sobrecarga; 3. Excesso de Corrente. Essa proteção específica do seu circuito serárealizada através dos disjuntores. Dispositivos próprios para proteção de circuitos elétricos que precisam ser dimensionados através de uma fórmula matemática que relaciona a potência da bomba pela tensão que ela está ligada e determina a corrente que a mesma necessita para trabalhar. Antes de começarmos a dimensionar o disjuntor para os nossos motores, é importante salientar alguns princípios físicos que serão nossos norteadores: 1) Rendimento = Todo motor elétrico para realizar um trabalho, necessita estar ligado à rede elétrica, porém a energia que o mesmo consome não é 100% convertida em trabalho, um percentual daquela energia é perdida em energia calorífica (transformada em calor), é perdida em energia sonora (transformada em ruído), por isso, que se você tocar em um motor no momento de sua atuação você notará que o mesmo aquece e também estará realizado alguns ruídos. Logo, precisamos considerar essa perca denominada como rendimento no momento do dimensionamento dos motores. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 59 2) Fator de Potência = Em circuitos de corrente alternada (CA) puramente resistivos, as ondas de tensão e de corrente elétrica estão em fase, ou seja, mudando a sua polaridade no mesmo instante em cada ciclo. Quando cargas reativas estão presentes, tais como capacitores ou condensadores e indutores, o armazenamento de energia nessas cargas resulta em uma diferença de fase entre as ondas de tensão e corrente. Uma vez que essa energia armazenada retorna para a fonte e não produz trabalho útil, um circuito com baixo fator de potência terá correntes elétricas maiores para realizar o mesmo trabalho do que um circuito com alto fator de potência. 3) As bombas e os pressurizadores são comumente fabricados aqui no Brasil com a unidade de medida conhecida como Cavalo Vapor (unidade Alemã), para dimensionarmos o nosso dispositivo de segurança (disjuntores), precisamos aprender a transformar de CV para Watts. 3.5.2 Cavalo Vapor A unidade Cavalo Vapor não pode ser confundida com a unidade inglesa HP (Horse Power) embora, em sua tradução literal possua o mesmo significado. Os motores em estudo possuem sua potência representada em CV. Para converter de Cavalo Vapor para Watts, é bastante simples, basta multiplicar o valor em Potência em Cavalo Vapor x 735,5 = Potência em Watts Exemplificando, se temos uma bomba que possui uma potência de 2CV, basta multiplicar por 735,5, logo teremos 1471Watts de potência. Instalações Hidráulicas/Família Carielo ESCOLA TÉCNICA LIEAUT CARIELO | RUA JOAQUIM FELIPE,119, BOA VISTA, RECIFE-PE 60 3.5.3 Dimensionamento do Disjuntor Para dimensionarmos o nosso circuito de proteção (disjuntor), será necessário encontrar a corrente que está passando por esse circuito, logo precisaremos recorrer a seguinte fórmula. I = P(watts) / V (Tensão de consumo) x Fator de Potência (0,85) x Rendimento (0,75) Continuando o exemplo acima, teremos a nossa bomba d’água com 1471Watts, para encontrarmos a corrente que está passando pelo nosso circuito, você deverá aplicar a fórmula abaixo. I = P(watts) / V (Tensão de consumo) x Fator de Potência (0,85) x Rendimento (0,75) 1ºPasso: I = 1471W / 220V = 6,68A 2ºPasso: 6,68A x 0,85 x 0,75 = 4,26A 3ºPasso:
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