Tubulações necessárias para instalação predial de gás

Transcrição

1 Tubulações necessárias para instalação predial de gás Introdução Sabe-se que o fogo e o calor, desde o início da civilização, foram usados como energia para cocção de alimentos, e permanecem até hoje. Com o uso do gás para tal fim, a população passou a ter condições mais adequadas e facilitadas para preparar os alimentos, além de outras atividades, como aquecimento. Entretanto, para que uma instalação de gás seja bem aproveitada pelos residentes, é necessário um projeto adequado, evidenciando muito bem toda a tubulação, seus diâmetros etc. Ao final desta aula, você será capaz de: identificar as tubulações necessárias para execução dos projetos analisando as normas operacionais pertinentes. Instalação predial de gás: diâmetros e dimensionamento A instalação predial de gás pode ser realizada de forma individual ou por uma distribuição central. Quando é realizada em residências, o recipiente de gás deve ficar na área externa, sendo o gás encaminhado para o ponto de utilização (BORGES; BORGES, 1992). Nesse sentido, os tubos e conexões utilizados nas instalações prediais de gás são constituídos de cobre. Diâmetros da tubulação utilizada em instalação predial de gás A tabela a seguir apresenta os diâmetros e espessuras dos tubos de cobre, reportados na NBR 7.541/2004 (ABNT, 2004) e NBR /2010 (ABNT, 2010)

2 Figura 1 - Diâmetros utilizados nas tubulações de cobre em instalações prediais de gás. Fonte: ABNT, 2004, p. 6; ABNT, 2010, p. 5. As conexões utilizadas com os tubos de cobre devem estar de acordo com as especificações da NBR /2010 (ABNT, 2010), sendo os acoplamentos dos tubos realizados através de brasagem ou soldagem capilar. Podem ser utilizadas ainda conexões de aço forjado, atendendo à especificação da ANSI/ASME B16.9; mangueiras flexíveis de PVC ou material sintético que seja compatível com o uso de GLP. O diâmetro mínimo, quando a tubulação é exposta, é de 3/8 ou 9.5 mm e, para tubulações de caráter embutido, é de ½ ou 15 mm; o barrilete ou manifold tem diâmetro mínimo de ¾ ou 20 mm. (BORGES; BORGES, 1992) Dimensionamento da tubulação destinada a gás De acordo com Macintyre (2010), as tubulações destinadas à instalação de gás atuam a uma pressão média de serviço e em pontos de utilização, no entanto ela deve ser reduzida para o consumo nos aparelhos

3 SAIBA MAIS Para conhecer a perda de carga admissível em tubulações de GLP, consulte o livro Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais, escrito por Archibald Joseph Macintyre, em O livro traz uma tabela, na página 255, com as perdas de carga em função do comprimento e do diâmetro do tubo. O diâmetro da tubulação pode ser calculado pela fórmula de Pole, representada pela equação (1) (MACINTYRE, 2010, p. 256) para GLP em baixa pressão: Onde D é o diâmetro (cm); δ é a densidade do gás; L é o comprimento da tubulação (m); Q é a vazão do gás (m³ /h); e h é a perda de carga total. Macintyre (2010, p. 256) reporta que, considerando δ=2 e h= 10 mm de c.a (milímetro de coluna de água), têmse a equação (2): - 3 -

4 EXEMPLO Qual seria o diâmetro de um alimentador de GLP com 20.0 m de extensão abastecendo três aquecedores 135 KV 3/31 S 46A e um fogão de quatro bocas? Primeiro vamos calcular o consumo total dos aparelhos de utilização: 1 aquecedor apresenta como consumo 0.8 kgf/h, sendo assim, três Com isso, o consumo total para o nosso dimensionamento é de kgf/h. Como a equação, que importa dados de Q em m³/h, precisamos realizar a conversão da vazão ou consumo: aquecedores remetem-se a kgf/h; 1 fogão (quatro bocas) apresenta consumo de kgf/h. 1 kgf/h equivale a 2.4 m³/h kgf/h 2.4 = 8.37 m³/h Agora, podemos calcular o diâmetro para essa tubulação: D = D = 9.96 mm, como trabalhamos com diâmetros comerciais, o diâmetro próximo ao do cálculo para tubulação embutida é de ½ ou 12.7 mm, adotamos esse diâmetro. Outro método de calcular a Q é pelo uso da equação (3), (PETROBRAS, 2018, p. 46) Onde Q é a vazão do gás (Nm³/h); H refere-se à perda de carga máxima admitida (ΔH) (mmca); D é o diâmetro interno da tubulação (cm); é a densidade relativa do gás; e L é o comprimento do trecho da tubulação (m). O cálculo de H é decorrente da equação (4) (PETROBRAS, 2018, p. 47): Onde ΔH é a perda de carga; h refere-se à altura do trecho vertical (m); e δ é a densidade relativa do gás

5 FIQUE ATENTO Devido ao gás natural ser mais leve que o ar (especialmente metano), é de extrema importância que o cálculo da variação da pressão seja considerado, nos trechos verticais e ascendentes deve-se considerar uma variação de caráter positivo e em trechos descendentes, considera-se variação negativa, devido a essa diferença de densidade entre o ar e o gás. (PETROBRAS, 2018) O próximo cálculo a considerar é a velocidade do gás no interior das tubulações, sendo calculada pela equação (5) (PETROBRAS, 2018, p. 47): Onde V é a velocidade do gás (m/s); Q refere-se à vazão do gás na pressão de operação (m³/h); e D é o diâmetro interno do tubo (mm). FIQUE ATENTO Uma perda de carga máxima a 10% da pressão de operação é admitida para rede com pressão de operação até 7.5 kpa; perda de carga máxima a 30% da pressão de operação, para rede com pressão de operação acima de 7.5 kpa. (PETROBRAS, 2018) O fator de simultaneidade (F) é definido pela NBR (2007), a qual limita as seguintes condições: utilização restrita à unidade residencial, no entanto quando for utilizada para consumos em caldeiras e equipamentos com grande consumo deverão ser analisados individualmente. F se relaciona com a potência computada e a potência adotada através da equação (6) (PETROBRAS, 2018, p. 45): Onde A é a potência adotada; C é a potência computada e F é fator de simultaneidade

6 Figura 2 - Curvas dos fatores de simultaneidade utilizados para cálculo de potência. Fonte: Elaborada pela autora, baseado em PETROBRAS, De acordo com a NBR (2007), os cálculos para fator de simultaneidade são em C (Kcal/min) e F (em %), como pode ser visto na figura a seguir. Figura 3 - Fórmulas utilizadas para cálculo de F, de acordo com NBR Fonte: PETROBRAS, 2018, p. 46. Resumindo, para o dimensionamento da rede de gás, deve-se considerar cada trecho da tubulação, somando as vazões de todos os aparelhos de utilização; a distância relativa do medidor até o ponto de utilização de gás mais afastado é reportado em metros; o comprimento da tubulação, total, é calculado através da soma do trecho de caráter horizontal, metade do trecho vertical (ascendente) e as perdas de carga localizadas; em trecho vertical descendente, é preciso considerar o dobro do comprimento (CREDER, 2006)

7 Instalação predial de gás: cores utilizadas para identificação das tubulações de gás A NBR (1994) é a norma que rege a identificação da tubulação predial de gás por cores. A tabela a seguir traz as cores padrão utilizadas para a identificação de tubulações de gases. Figura 4 - Cores de identificação da tubulação de gás. Fonte: Elaborada pela autora, baseado em ABNT, Algumas recomendações são reportadas na literatura como: tubulações de gases em plantas industriais deverão possuir aplicação de cores na extensão toda, facilitando assim a identificação do gás transportado e evitando possíveis acidentes; o transporte de água potável deverá ser diferenciado das demais, utilizando-se a cor verde clara para a atividade; todo e qualquer acessório de tubulação deve ser pintado nas cores básicas de acordo com a natureza do gás que está sendo transportado; para fins de segurança, os tanques fixos que armazenem gases deverão ser identificados pelo mesmo sistema de cores que nas tubulações. (BORGES; BOGES, 1992; CREDER, 1996; MACINTYRE, 2010) Fechamento Agora que você já conhece quais são as etapas básicas de dimensionamento de uma instalação predial de gás, poderá auxiliar em projetos da área. Você também aprendeu a identificar a tubulação de gás através do padrão de cores, empregado para tal atividade. Nesta aula, você teve a oportunidade de: aprender a dimensionar uma instalação predial de gás; conhecer as equações empregadas no dimensionamento de instalação predial de gás; conhecer as cores empregadas para identificação da tubulação de gás

8 Referências ASSOCIAÇÃO BRASILERA DE NORMAS TÉCNICAS. tubulações, Rio de Janeiro, NBR 6.493: Emprego de cores para identificação de. NBR 7.541: Tubos de cobre sem costura para refrigeração e ar-condicionado - requisitos, Rio de Janeiro, NBR : Redes de distribuição interna para gases combustíveis em instalações residenciais projeto e execução, Rio de Janeiro, NBR : Tubo de cobre leve, médio e pesado, sem costura, para condução de fluidos requisitos, Rio de Janeiro, BORGES, R. S.; BORGES, W. L. Instalações prediais hidráulico-sanitárias e de gás. 4. ed. São Paulo: Pini, BRENTANO, T. EDIPUCRS, Instalações hidráulicas de combate a incêndios nas edificações. CREDER, Helio. Instalações Hidráulicas e Sanitárias. 6. ed. São Paulo: LTC, MACINTYRE, A. J. Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais. 4 ed. São Paulo: LTC, ed. Porto Alegre: PETROBRAS. Padrão de Instalações Prediais, Disponível em: < Acesso em: 17/02/