OPERAÇÃO E CONSTRUÇÃO DE CARNEIRO
HIDRÁULICO ALTERNATIVO
Edmar José Scaloppi, Ph.D. em Engenharia de Irrigação, Prof. Titular,
FCA/UNESP, Botucatu, SP, [email protected]
OPERAÇÃO:
O carneiro ou aríete hidráulico ou ainda bomba martelo é uma máquina hidráulica
intermitente que transforma energia cinética (velocidade) em pressão. Para isso,
há necessidade da instalação promover um aumento da velocidade da água que
atinge o carneiro, que é obtido instalando-o pelo menos a 1,5 m abaixo da
superfície da água que irá alimentá-lo.
O aumento da velocidade consegue vencer a tensão de uma mola ajustada e
determina o fechamento súbito de uma válvula de pé ou sucção posicionada na
direção do escoamento. Em consequência, grande parte da energia cinética
presente é transformada em pressão forçando a abertura de uma válvula de
retenção posicionada verticalmente e conectada à uma câmara de pressão, aqui
substituída pela instalação de uma garrafa PET com volume variável entre 0,6 e 2
L. Em uma conexão tê instalada na base da garrafa há um adaptador conectado à
uma mangueira que pode conduzir a água à um reservatório ou a um sistema de
irrigação de baixa pressão, conforme desejado.
Deve-se observar que a água que alimenta o carneiro é a mesma que será
utilizada no abastecimento. Portanto, recomenda-se que seja de boa qualidade.
Para evitar que corpos estranhos interrompam a operação, deve-se instalar algum
tipo de filtro ou tela na entrada da água no reservatório.
Observações importantes:
1) Quanto maior o desnível, maior a pressão obtida. A altura de elevação varia
de 2 a 8 vezes o desnível dependendo da relação de diâmetros entre o tubo
de alimentação e o de saída.
2) A vazão fornecida (q) depende da vazão de entrada (Q), do desnível (h) da
altura de elevação (H) e do rendimento (r) segundo a equação: q = r Q h/H
3) O rendimento pode variar entre 30 e 60% (CERPCH, 2002) para relações h/H
variáveis entre 0,12 e 0,5, respectivamente, dependendo das características
construtivas da máquina.
4) Evitar a entrada de corpos estranhos que podem interromper a operação.
5) Ajustar a máquina para proporcionar de 60 a 80 golpes por minuto. Golpes
muito frequentes desgastam precocemente as válvulas.
6) Preferir tubos de alimentação mais rígidos, menos sujeitos à dilatação pela
ação do golpe (metálicos seriam ideais).
7) Aparentemente, a medida que se aumentam as dimensões dos componentes,
aumenta desproporcionalmente os custos. Assim, pode ser mais econômico
adotar dimensões menores e, se necessário, associar carneiros em paralelo.
8) O comprimento do tubo de alimentação deve estar entre 5 a 12 vezes o
desnível e entre 6 e 60 m, para adquirir velocidades significativas.
9) Para aumentar o rendimento e evitar perda de pressão, tanto o tubo de
alimentação quanto o de saída devem ser retos.
10) O diâmetro do tubo de saída deve ser 1/3 a ½ do tubo de alimentação.
CONSTRUÇÃO:
Lista de material para um carneiro hidráulico de 1” (custo estimado em R$ 60,00):
1) 1 válvula de sucção metálica com crivo (parte do crivo deve ser eliminada
para permitir o acesso de uma chave fixa para aperto das porcas). A válvula
de retenção deve ser perfurada em sua base para a passagem do parafuso de
regulagem.
2) 3 nípeis brancos.
3) 1 tê roscável branco.
4) 1 adaptador 1” (para alimentação com mangueira de 1”).
5) 1 válvula de retenção roscável plástica.
6) 1 tê roscável 1 x ¾” branco.
7) 1 bucha de redução ¾ x ½’’
8) 1 adaptador de ½’’ ou 1 adaptador ¾ x ½” eliminando a bucha de redução
(para a saída com mangueira de ½”).
9) 1 garrafa PET de preferência retornável de 0,6 até 2 L com tampa.
10) 1 parafuso 5/16’’ ou 8 mm x 2” com 2 porcas de pequena espessura, 2
porcas normais e uma arruela (as duas porcas de pequena espessura podem
ser obtidas serrando ao meio uma porca normal).
11) 1 mola utilizada em válvula sanitária ou equivalente.
12) A tampa da garrafa PET deve ser perfurada (15 mm ou maior) e colada na
parte superior do tê com adesivo apropriado.
13) As conexões roscáveis devem ser executadas com veda-rosca apropriado.
Bibliografia:
CERPCH. Centro Nacional de Referência em Pequenos Aproveitamentos
Hidroenergéticos. http://cerpch.efei.br/carneiro.html
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