GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO RIBEIRÃO PRETO, 14 de JUNHO de 2018 Aranisio Rodrigues Junior - Hidro-Ambiental

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO GOLPE DE ARÍETE OU TRANSIENTE HIDRÁULICO

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO CONCEITO Chama-se transiente hidráulico, o regime variado que ocorre durante a passagem de um regime permanente para outro regime permanente. Assim, qualquer alteração no movimento ou paralisação eventual de um elemento do sistema dão origem aos chamados fenômenos transientes hidráulicos. Após a ocorrência da perturbação, como o desligamento de uma bomba, o regime permanente presente antes da perturbação é alterado, dando origem a um regime não permanente que posteriormente passará a um novo estado de permanência.

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Durante o transiente hidráulico, as oscilações de pressão ao longo da tubulação ocorrem de maneira brusca, provocando ruídos que se assemelham a pancadas. Por isso, o transiente hidráulico também é comumente denominado de Golpe de Aríete.

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO VIDEO DO GOLPE DE ARIETE

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO O que provoca picos de pressão na tubulação? Mudança rápida na velocidade ou vazão na tubulação H = (c/g) V Onde: H = é o aumento da carga de pressão em metros c = é a celeridade ou velocidade da onda ( c é cerca de 1000 m/s para tubos de metal) V = é a variação da velocidade (m/s) g = é a aceleração da gravidade (9.81m/s 2 )

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO As causas mais comuns são: Parada repentina da bomba Fechamento rápido de válvula Proteção contra transitórios mal projetados/especificados Fechamento rápido de válvulas de ar (ventosas) Fechamento rápido de válvula de retenção Todas essas ações geram ondas de pressão

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Vazão = Q v Vazão = 0 v = 0 V = v 0 = v H = (c/g) V

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Vazão = Q v H = (c/g) V Vazão = 0 v = 0 V = v 0 = v

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Portanto as sobrepressões e subpressões que ocorrem durante o transitente hidráulico podem causar sérios problemas à tubulação e seus equipamentos, se estes não forem dimensionados para suportar tais sobrecargas, comprometendo a segurança e o funcionamento do sistema.

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO DANOS CAUSADOS PELO GOLPE DE ARÍETE A ACESSÓRIOS EM TUBULAÇÃO SEM PROTEÇÃO

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO DANOS CAUSADOS PELO GOLPE DE ARÍETE A BOMBA EM TUBULAÇÃO SEM PROTEÇÃO

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO DANOS CAUSADOS PELO GOLPE DE ARÍETE EM TUBULAÇÃO SEM PROTEÇÃO

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO DANOS CAUSADOS PELO VACUO EM TUBULAÇÃO SEM PROTEÇÃO

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO Chaminé de Equilíbrio Tanque Alimentador Unidirecional TAU Reservatório Hidropneumático RHO (Balão) Volante de Inércia para Moto-Bomba Sistema de Variação de Rotação no conjunto moto-bomba Válvula Antecipadora de Onda Válvula de AR Ventosa Fonte: SILVA, P. A. Amortecimento da celeridade de onda em condutos forçados. 2006. 116 p. Dissertação de Mestrado Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo.

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Chaminé de Equilíbrio

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Vantagens: Redução das envoltórias de Pressões Máximas e Mínimas SEM consumo de energia elétrica Baixa Manutenção Desvantagens: Custo de construção ELEVADO. Viabilidade da proximidade da linha piezométrica com o perfil topográfico.

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Tanque Alimentador Unidirecional - TAU

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Tanque Alimentador Unidirecional - TAU Vantagens: Controlar a envoltória de Pressões Mínimas, para evitar colapso na rede. SEM consumo de energia elétrica Desvantagens: Custo ELEVADO de construção Não atua no controle da envoltória de Pressões Máximas Proteção apenas de trechos específicos da rede

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Reservatório Hidropneumático - RHO

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Vantagens: Reservatório Hidropneumático - RHO Controle das envoltórias de Pressões Máximas e Mínimas Não depende do perfil topográfico da rede Desvantagens: Custo ELEVADO de construção Consumo de Energia Elétrica Custo de manutenção do dispositivo, dos equipamentos elétricos e do ar comprimido.

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Volante de Inércia para conjunto moto-bomba

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Volante de Inércia para conjunto moto-bomba Vantagens: Relativo controle da envoltória de Pressões Mínimas Custo relativamente BAIXO. Desvantagens: Não controla suficientemente a envoltória de Pressões Máximas Consome mais energia elétrica que o sistema sem o volante

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Sistema de Variação de Rotação - Inversor de Frequencia no Conjunto Motobomba

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Vantagens: Sistema de Variação de Rotação - Inversor de Frequencia no Conjunto Motobomba As vantagens destes dispositivos estão associadas ao controle na taxa de rotação inicial da bomba, causando partidas e paradas lentas que diminuem a possibilidade de Golpes. Desvantagens: Não protege a rede contra transitórios nos casos de corte no fornecimento de energia elétrica, assim como a proteção limitada a variação na rotação do rotor da bomba, não protege contra outros tipos de manobras: rompimento de rede ou operações com válvulas.

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Válvula Antecipadora de onda

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Válvula Antecipadora de onda Vantagens: Controle da envoltória de Pressões Máximas SEM consumo de energia elétrica Custo relativo: BAIXO Desvantagens: Não atua no controle da envoltória de Pressões Mínimas, tendo necessidade de estar associada a Ventosas.

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO VÁLVULAS DE AR - VENTOSAS

GOLPE DE ARÍETE E CONTROLE HIDRÁULICO EM ADUTORAS DE IRRIGAÇÃO E FERTIRRIGAÇÃO Vantagens: Simplicidade de aplicação Baixo custo de aquisição VÁLVULAS DE AR - VENTOSAS Baixo custo de operação e manutenção Muito útil nas fases de enchimento e drenagem da tubulação, permitindo a retirada ou entrada de ar. Desvantagens: Quando bem projetadas, quase não existem desvantagens

HIDRO-AMBIENTAL

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL A Hidro-Ambiental utiliza o Software KYPIPE SURGE 2012 Versão: 9.010 15/01/2018 desenvolvido pela Universidade do Kentucky, sendo um dos softwares mais completo para Análise dos fenômenos transitórios hidráulicos (Golpe de Aríete) em Adutoras. A Hidro-Ambiental utiliza também Software Ariavcad v.4.0.9, 2017 desenvolvido pela A.R.I. Flow Control Accessories Ltd. de Israel, sendo um dos softwares mais completo para Análise de enchimento, drenagem, quebra de coluna e ruptura em Adutoras. A Hidro-Ambiental adota como sistema de proteção contra transientes hidraulicos valvula antecipadora de onda associada a valvulas ventosas triplice função.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL Gráfico das Envoltórias de Pressões Máximas e Mínimas - Sem Proteção 760 740 720 Elevação (m) 700 680 660 640 620 600 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 Distancia (m)

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VIDEO SEM SISTEMA DE PROTEÇÃO

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL Gráfico das Envoltórias de Pressões Máximas e Mínimas - Com Proteção 690 680 670 660 Elevação (m) 650 640 630 620 610 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 Distancia (m)

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VIDEO COM SISTEMA DE PROTEÇÃO

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULAS VENTOSAS

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA VENTOSA SECA TRIPLICE FUNÇÃO MODELO HAV 020 MODELO HAV 025-P Válvula Ventosa SECA tríplice função para proteção de adutoras de vinhaça e outros efluentes. A válvula ventosa Seca possui corpo com desenho aerodinâmico, duplo flutuador e fechamento hermético características que permitem fluxo de ar com altas vazões sem o perigo de derramamento de liquido e a contaminação do meio ambiente.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VIDEO VALVULA VENTOSA SECA

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA VENTOSA TRIPLICE FUNÇÃO DE PASSAGEM NOMINAL PARA ÁGUA MODELO HAV-060-HF Válvula ventosa tríplice função de passagem nominal para proteção de adutora de água. A ventosa tríplice função de passagem nominal possui flutuador com protetor de arraste e orifício cinético nominal, características que eliminam o perigo de fechamento prematuro.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA VENTOSA TRIPLICE FUNÇÃO DE PASSAGEM NOMINAL NON-SLAM PARA ÁGUA MODELO HAV-060-NS Válvula ventosa tríplice função de passagem nominal (non slam) para proteção de adutora de água. A válvula ventosa tríplice função de passagem nominal (non slam) possui flutuador com protetor de arraste com controle de sáida de ar lento e orifício cinético nominal, características que eliminam o perigo de fechamento prematuro diminuindo o risco de sobrepressão (golpe de aríete.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA VENTOSA DINÂMICA TRIPLICE FUNÇÃO PARA ÁGUA MODELO HAV-070-M1 Válvula Ventosa Dinâmica Tríplice Função para água, leve e de pequena dimensão. A Válvula Ventosa Dinâmica é uma ventosa única, que funciona sem um flutuador e se baseia no princípio de diafragma retrátil e expansível. Esta funcionalidade permite a remoção de ar no sistema de forma controlada e gradual, para evitar o fechamento prematuro diminuindo o risco de sobrepressão (golpe de aríete).

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA VENTOSA TRIPLICE FUNÇÃO PARA ÁGUA MODELO HAV-050 Válvula ventosa combinada tríplice função para proteção de adutoras de água. A ventosa combinada tríplice função permiti descarga de ar a alta velocidade e evita o fechamento prematuro.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VIDEO VALVULA VENTOSA TRIPLICE FUNÇÃO

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA VENTOSA TRIPLICE FUNÇÃO PARA ÁGUA MODELO HAV-040-ELM Válvula Ventosa Combinada (Tríplice Função) para proteção de linhas móveis de alumínio em sistemas de irrigação e fertirrigação. A ventosa combinada tríplice função permiti descarga de ar a alta velocidade e evita o fechamento prematuro.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VIDEO VALVULA VENTOSA TRIPLICE FUNÇÃO ELM

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULAS DE CONTROLE

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA ANTECIPADORA DE ONDA MODELO HAVAO-015 Válvula antecipadora de onda com dois pilotos para proteção de adutoras e unidades de bombeamento contra transitórios hidráulicos (Golpe de Ariete). A válvula antecipadora de onda monitora de forma constante as pressões máximas e mínimas do sistema e antecipa o golpe de Aríete aliviando a pressão evitando danos ao sistema

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VIDEO VÁLVULA ANTECIPADORA DE ONDA

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA CONTROLADORA E ALIVIADORA DE PRESSÃO MODELO HAVCA-013 Válvula controladora e aliviadora de pressão auto operada para proteção de adutoras e unidades de bombeamento contra transitórios hidráulicos (Golpe de Ariete). A Válvula controladora e aliviadora de pressão monitora de forma constante a pressão máxima do sistema aliviando o excesso de pressão com abertura rápida e fechamento lento e suave evitando danos ao sistema.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA CONTROLADORA DE BOMBA MODELO HAVCB-014 Válvula controladora de bomba para monitoramento e controle de conjunto moto-bomba. A válvula controladora de bomba monitora de forma automática o acionamento e o desligamento da moto-bomba reduzindo o consumo elétrico e minimizando o perigo de transitório hidráulico(golpe de Ariete).

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA SUSTENTADORA DE PRESSÃO PARA BOMBA MODELO HAVSP-013 Válvula sustentadora de pressão para bomba para monitoramento e controle de conjunto moto-bomba. A válvula sustentadora de pressão para bomba monitora de forma automática a pressão a montante da moto bomba, garantindo que a moto-bomba não opere com sobre carga.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA REDUTORA DE PRESSÃO MODELO HAVRP-012 Válvula redutora de pressão para controle de pressão a montante. A válvula redutora de pressão controla de forma automática através de piloto hidráulico de alta precisão a pressão pré ajustada de forma permanente independente de variação na vazão ou pressão a montante.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA LIMITADORA DE VAZÃO MODELO HAVLV-017 Válvula limitadora de vazão auto operada. A válvula limitadora de vazão monitora de forma automática através de piloto hidráulico de alta precisão a vazão pré ajustada no sistema de forma permanente.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA LIMITADORA DE VAZÃO E REDUTORA DE PRESSÃO MODELO HAVLVRP-01712 Válvula limitadora de vazão e redutora de pressão auto operada. A válvula limitadora de vazão e redutora de pressão monitora de forma automática através de pilotos hidráulicos de alta precisão a vazão e a pressão pré ajustada no sistema de forma permanente.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA DETECTORA DE RUPTURA MODELO HAVDR-019 Válvula detectora de ruptura para proteção de APPs, passagens sob estradas, pontes e etc. A válvula detectora de ruptura monitora de forma automática através de pilotos hidráulicos a velocidade do liquido dentro da adutora, ocorrendo mudança na velocidade em função de rompimento da adutora a válvula fechara automaticamente evitando vazamento do liquido para o ambiente.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VALVULA ELETRICA DE CONTROLE A DISTANCIA MODELO HAVEC-011 Válvula elétrica de controle a distancia para operação on/off ou de modulação. A válvula elétrica de controle a distancia opera de forma automática através de solenóides e indicador de abertura, com opções de falha (fail safe to close/open/last position).

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA CONTROLADORA DE NIVEL MODELO HAVCN-050 Válvula de controle de nível auto operada para reservatórios. A válvula de controle de nível monitora de forma automática o nível dos reservatórios.

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL APLICAÇÕES VALVULAS DE CONTROLE VALVULAS VENTOSAS

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA ANTECIPADORA DE ONDA MODELO HAVAO-015-CIR

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA CONTROLADORA E ALIVIADORA DE PRESSÃO MOTO-BOMBA FINAL DE REDE MODELO HAVCA-013-CIR

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA CONTROLADORA DE BOMBAS MODELO HAVCB-014-CIR

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA SUSTENTADORA DE PRESSÃO MODELO HAVSP-013-CIR

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA REDUTORA DE PRESSÃO MODELO HAVRP-012-CIR

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA DETECTORA DE RUPTURA MODELO HAVDR-019-CIR

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA VENTOSA SECA MODELO HAV-020

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA VENTOSA SECA MODELO HAV-025-P

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULAS VENTOSAS TRIPLICE FUNÇÃO LINHAS MOVEIS HAV- 040-ELM

SISTEMAS DE PROTEÇÃO E CONTROLE HIDRÁULICO HIDRO-AMBIENTAL VÁLVULA VENTOSA TRÍPLICE FUNÇÃO DE PASSAGEM NOMINAL MODELO HAV 060

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