Prefácio
A água, o elemento mais importante para a existência de todos os seres vivos, é também a chave para o funcionamento dos complexos processos da economia contemporânea. O sistema de abastecimento de água é uma rede complexa e, na sua maioria, oculta que liga a fonte de água às nossas torneiras e fábricas. Esta infraestrutura complexa, que é uma criação dos seres humanos, garante o abastecimento eficiente e seguro deste recurso vital. Nesta rede, as válvulas de água funcionam como os protectores necessários. Estas são algumas das peças mais importantes, mas despercebidas, responsáveis pela regulação do fluxo, da pressão e da direção da água. São cruciais para o bom funcionamento do sistema de água, para a proteção contra a contaminação, para a regulação da pressão e para o fornecimento de água aos consumidores.
Este extenso artigo foi concebido para esclarecer a natureza diversa destes dispositivos indispensáveis, explorar os diferentes tipos de válvulas de água, os principais critérios de seleção que determinam o seu desempenho e os procedimentos de cuidados básicos que são essenciais para a longevidade destes dispositivos e o funcionamento contínuo do sistema de abastecimento de água. Neste artigo, tentaremos compreender o papel destas sentinelas mecânicas nas nossas vidas e no mundo industrial.
O que são válvulas de distribuição de água e qual a sua importância?
Uma válvula de água é, na sua essência, uma ferramenta mecânica que é instalada num sistema de abastecimento de água para regular o fluxo de água. É possível considerá-las como os sinais de trânsito e os guardiões do sistema de água. O seu principal objetivo é controlar o fluxo, quer seja para aumentar ou diminuir o caudal de acordo com as necessidades, quer seja para o canalizar através das linhas de abastecimento de água para uma determinada área. Para além de ligar e desligar, as válvulas estão envolvidas em várias funções importantes. Podem controlar os caudais com precisão, regular a pressão nas zonas necessárias do sistema, evitar o refluxo de água contaminada e até ajudar na descarga de ar retido ou na eliminação de sedimentos.
Nunca é demais sublinhar a importância destas válvulas. Em primeiro lugar, são cruciais para garantir a disponibilidade do abastecimento de água. No caso de uma parte do sistema necessitar de ser reparada ou de ter desenvolvido uma avaria, as válvulas permitem o isolamento da área afetada sem afetar o resto da rede ou do abastecimento. Esta capacidade reduz os incómodos e assegura a prestação de serviços essenciais. Em segundo lugar, as válvulas são utilizadas na gestão dos recursos hídricos, a fim de garantir a sua utilização eficiente. Estes dispositivos ajudam a controlar o caudal e a pressão da água, reduzindo assim o desperdício devido a fugas ou à má distribuição do escasso recurso.
Além disso, as válvulas de água são muito úteis para garantir a segurança do sistema. Podem impedir o refluxo, protegendo assim a água potável de ser contaminada, ou podem proteger o sistema de água a alta pressão. Do ponto de vista operacional, as válvulas de controlo podem ajudar a minimizar a energia utilizada pelas estações de bombagem, fornecendo água à pressão e caudal necessários, sem necessidade de potência de bombagem adicional. A durabilidade de todo o sistema de canalização também está diretamente relacionada com estas válvulas. A seleção adequada e a manutenção consistente também contribuem muito para aumentar a vida útil das condutas e de outros equipamentos, reduzindo o stress e o desgaste.
Tipos de válvulas em sistemas de distribuição de água
As válvulas são um componente essencial de um sistema de distribuição de água e são concebidas para desempenhar várias funções com diferentes níveis de eficácia e adequação. É importante que os projectistas, operadores e pessoal de manutenção do sistema compreendam as diferenças entre cada válvula.
Válvulas de gaveta
Trata-se principalmente de válvulas do tipo on/off que funcionam através do movimento linear de uma comporta ou de uma cunha ao longo do fluxo. Quando totalmente aberta, a comporta está fora do fluxo e não obstrui o fluxo, criando assim uma queda de pressão muito baixa, o que é desejável em tubagens longas. As válvulas de gaveta não se destinam a estrangular ou controlar o fluxo; se forem utilizadas desta forma, a gaveta e as sedes sofrerão um maior desgaste e vibração. São mais adequadas para aplicações que requerem uma interrupção pouco frequente, como o isolamento de secções da rede para manutenção ou reparação. Existem muitos tipos básicos de modelos de válvulas: os modelos de haste ascendente e de haste não ascendente, etc., e cada um deles tem as suas vantagens em termos de visibilidade da posição da válvula e do espaço disponível para a instalação da válvula. São relativamente simples e baratas, pelo que são amplamente utilizadas para o isolamento da linha principal.
Válvulas de borboleta
Estas válvulas têm um disco que roda num eixo central dentro do corpo da válvula. Na posição fechada, o disco está perpendicular ao fluxo, obstruindo-o, e na posição aberta, o disco é rodado 90 graus de modo a não interferir com o fluxo. As válvulas de borboleta são relativamente pequenas em tamanho, leves em peso e não são muito caras, particularmente em tamanhos grandes. Têm boas caraterísticas de controlo do fluxo e podem ser utilizadas para serviços de ligar/desligar, bem como para serviços de estrangulamento. Embora sejam muito eficazes, a sua vedação pode não ser tão boa como a de outros tipos de válvulas de água, especialmente a altas pressões, e o disco está sempre no percurso do caudal, pelo que há sempre alguma perda de carga, mesmo quando totalmente aberto. São muito utilizadas nas indústrias de tratamento de água para controlar o caudal através de diferentes processos e em sistemas de abastecimento de água para controlo geral do caudal e isolamento.
Válvulas de esfera
As válvulas de esfera utilizam uma esfera esférica com um orifício no centro e, quando a esfera é rodada a 90 graus, o percurso do fluxo é fechado hermeticamente. Quando o furo é paralelo à tubagem, a válvula está totalmente aberta e não restringe o fluxo do fluido. As válvulas de esfera são válvulas rotativas que funcionam na base de um quarto de volta e são ideais para aplicações on-off devido ao seu fecho estanque. Embora possam ser utilizadas para estrangulamento, quando utilizadas durante muito tempo numa posição parcialmente aberta, as sedes da válvula desgastam-se. Devido ao seu tamanho reduzido, estrutura não complexa e baixa manutenção, são amplamente utilizadas em tubagens de pequeno diâmetro, ligações de serviço e outras aplicações industriais em canalizações residenciais.
Válvulas de retenção
Também designados por válvulas anti-retorno, estes importantes dispositivos destinam-se a fechar automaticamente para evitar o refluxo de água quente ou fria. Funcionam sem qualquer controlo ativo e são activados apenas pela pressão da água do fluido. Quando a pressão no lado da entrada é superior à do lado da saída, a válvula abre-se e o fluxo segue na direção pretendida e não na direção oposta. Se a pressão aumentar ou diminuir até um determinado nível, a válvula fecha-se para evitar o refluxo. Existem vários tipos de válvulas de retenção, como as válvulas de retenção de balanço, de elevação e de esfera, que são concebidas e adequadas para diferentes aplicações. São principalmente utilizadas para evitar a poluição das fontes de água, proteger as bombas e outros equipamentos da contrapressão e manter o fluxo de água numa única direção. São normalmente instaladas após as bombas, à saída dos tanques de armazenamento e em qualquer outro local onde seja provável a ocorrência de refluxo.
Válvulas globo
Estas válvulas controlam o fluxo de água por meio de um disco ou obturador que se move perpendicularmente ao fluxo para dentro ou para fora de um anel de vedação. Esta conceção torna as válvulas de globo adequadas para aplicações em que o controlo preciso é fundamental, uma vez que oferecem boas capacidades de estrangulamento. No entanto, devido ao percurso complexo do caudal através da válvula de globo, a perda de pressão é superior à das válvulas de gaveta ou de esfera. São normalmente utilizadas em aplicações em que a válvula é frequentemente aberta e fechada e em que é necessário controlar o fluxo de fluidos para determinadas secções do sistema ou em que é necessário reduzir gradualmente a pressão. Embora proporcionem um melhor controlo, a sua conceção é mais complicada e a queda de pressão é mais elevada, pelo que não são ideais para um simples isolamento on/off em condutas principais.
Válvulas redutoras de pressão (PRVs)
São válvulas automáticas especializadas, utilizadas para regular a pressão em sistemas de distribuição de água. O seu principal objetivo é diminuir uma pressão de entrada mais elevada para uma pressão de saída mais baixa e desejada e manter este nível de pressão relativamente estável, independentemente das alterações na pressão a montante ou no caudal a jusante. As válvulas de retenção são particularmente importantes em áreas onde existem declives acentuados, no abastecimento de água a estruturas altas e na proteção de outras condutas e equipamentos contra pressões elevadas a jusante. São do tipo diafragma ou pistão que controlam a abertura da válvula em função da pressão a jusante. As PRVs também ajudam a evitar fugas, a controlar os golpes de aríete e a aumentar a durabilidade do sistema de distribuição, regulando a pressão da água.
Válvulas de libertação de ar
O ar nas linhas de água pode causar muitos problemas, tais como fluxo restrito, bombeamento deficiente e golpe de aríete, que é prejudicial para o sistema. Trata-se de válvulas que são utilizadas para libertar automaticamente o ar preso no sistema. São normalmente instaladas no topo da tubagem, onde o ar está preso, e permitem que o ar seja libertado, impedindo a saída de água. Existem diferentes tipos de válvulas para este fim; há válvulas de pequeno orifício para a libertação constante de pequenos volumes de ar e válvulas de grande orifício para libertar grandes volumes de ar que se podem acumular durante o processo de enchimento ou qualquer outra condição transitória. Estas válvulas ajudam a melhorar o desempenho hidráulico e a evitar problemas operacionais através da eliminação do ar do sistema.
Válvulas de drenagem de sedimentos
Eventualmente, sedimentos, areia e outras partículas podem assentar no fundo dos tubos de abastecimento de água. Esta acumulação pode diminuir o diâmetro dos tubos, o que, por sua vez, afecta o caudal e pode também afetar a qualidade da água. As válvulas de drenagem de sedimentos são normalmente colocadas no fundo do sistema de condutas, onde é provável que ocorra a sedimentação das partículas mais pesadas, e permitem a limpeza periódica deste material. São normalmente acionados à mão e são abertos para deixar sair a água que contém sedimentos. A abertura periódica das válvulas de drenagem de sedimentos é crucial para o correto funcionamento do sistema de abastecimento de água e para o fornecimento de água limpa aos consumidores.
Como escolher as válvulas de distribuição de água corretas para os seus sistemas?
A escolha da válvula para uma determinada aplicação num sistema de água depende de vários factores, como se explica a seguir. Para facilitar a compreensão e fornecer informações mais pormenorizadas, vamos dividir os principais pontos a focar:
Fluido Caraterísticas: O fluido específico determina a seleção da válvula. Embora a água tratada seja utilizada para beber, as diferentes concentrações de cloro afectam a seleção de materiais. A água bruta com sólidos implica desenhos que não sejam facilmente susceptíveis de entupimento. As águas residuais necessitam de materiais resistentes à corrosão. O tratamento de produtos químicos requer compatibilidade química. Por conseguinte, é crucial determinar o tipo exato de fluido a utilizar para escolher o tipo certo de válvula de água.
Requisitos de fluxo: A quantidade de água que precisa de passar pela válvula é outro fator importante que tem de ser determinado para garantir a escolha do tamanho e da linha de água corretos. A necessidade de água do sistema pode variar e a válvula selecionada deve ser capaz de funcionar em toda a gama de caudais sem comprometer a queda de pressão ou a cavitação.
Classificação de pressão: Isto inclui as condições de funcionamento do sistema e a capacidade da válvula para lidar com estas pressões. A válvula deve ser capaz de suportar, pelo menos, a pressão máxima que se espera que seja exercida sobre ela durante o funcionamento e é aconselhável ter em conta as pressões de pico, como o golpe de aríete, escolhendo uma válvula que tenha uma margem de segurança. Além disso, algumas das válvulas, especialmente as válvulas de descompressão, podem exigir uma certa pressão mínima para funcionarem eficazmente.
Necessidades funcionais: O papel específico que a válvula deve desempenhar no sistema ajudará a eliminar os vários tipos de válvulas de água. Pode tratar-se de uma válvula básica de ligar/desligar para isolamento, em que as válvulas de gaveta, de esfera ou de borboleta são normalmente adequadas. Para efeitos de estrangulamento, as válvulas de globo ou alguns tipos específicos de válvulas de borboleta ou de esfera são geralmente utilizadas para o efeito. As válvulas de retenção são utilizadas para a prevenção de refluxo, enquanto a redução da pressão necessita de válvulas de descompressão. Por último, mas não menos importante, existem algumas outras válvulas, como as válvulas de libertação de ar e as válvulas de drenagem de sedimentos, que são utilizadas para determinados requisitos operacionais relativos à qualidade do fluido e ao desempenho do sistema.
Espaço de instalação: A natureza do espaço de instalação também pode determinar o tipo de válvula a utilizar. Um espaço limitado pode exigir a seleção de um desenho mais pequeno e isto pode exigir a escolha de um tipo de válvula mais pequeno, como a válvula de borboleta ou de esfera, em vez da válvula de gaveta ou de globo. Além disso, a linha de abastecimento existente determinará o tipo de ligação aplicável à válvula, seja ela flangeada, roscada, soldada ou ranhurada, pelo que a compatibilidade é crucial neste caso.
Material da válvula: É importante considerar o material de construção do corpo da válvula e dos componentes internos para determinar a compatibilidade com o fluido e as condições de funcionamento.
| Material | Caraterísticas principais | Adequado para (Aplicações) |
| Ferro fundido dúctil | Baixo custo, boa resistência, resistência ao impacto | Abastecimento geral de água, águas residuais, baixa e média pressão, aplicações sensíveis ao custo |
| Aço carbono | Alta resistência, alta pressão/temperatura | Fluidos de alta pressão/temperatura, vapor, petróleo e gás (requer proteção contra a corrosão) |
| Aço inoxidável | Excelente resistência à corrosão, higiénico | Água potável, alimentos e bebidas, produtos farmacêuticos, produtos químicos, água do mar, necessidades de higiene elevadas |
| Plásticos | Leve, resistente à corrosão, de baixo custo | Fluidos de baixa pressão/temperatura, produtos químicos, tratamento de água, irrigação |
| Aço de liga leve | Resistência superior à corrosão/calor, elevada resistência | Condições extremas (alta temperatura/pressão, forte corrosão), indústrias químicas/energia específicas |
| Bronze/Castanho | Boa resistência à corrosão, fácil de maquinar | Canalizações residenciais, sistemas de água quente, água de baixa pressão, válvulas de instrumentos |
| Ferro fundido | Baixo custo, boa resistência ao desgaste, frágil | Abastecimento/drenagem de água a baixa pressão, válvulas grandes |
| Cerâmica | Elevada resistência ao desgaste/corrosão/calor | Meios especiais, ambientes de elevada abrasão/corrosão, gases de combustão a alta temperatura |
Custo: Este é o custo total do produto, incluindo o preço do produto, os custos de instalação e os custos de manutenção do produto a longo prazo. As válvulas estão disponíveis em diferentes tipos e materiais, e o custo do investimento inicial depende do tipo de válvula e da conceção da válvula a instalar. Isto deve-se ao facto de os custos de manutenção a longo prazo dependerem da frequência e do nível de complexidade da manutenção necessária.
Método de funcionamento: A forma como a válvula é aberta e fechada depende da aplicação e do grau de automatização necessário. O funcionamento por alavanca ou volante é adequado apenas para uma utilização ocasional. No entanto, os actuadores eléctricos oferecem as vantagens do controlo remoto e da automação, posicionamento preciso e baixo consumo de energia, o que os torna adequados para utilização em sistemas de controlo automatizados. Os actuadores pneumáticos são aqueles que são operados por ar comprimido e são mais reactivos do que os hidráulicos e são utilizados onde é necessária uma resposta rápida ou onde o ambiente é perigoso. A Vincer oferece uma série de válvulas de esfera, borboleta, gaveta, globo e outros tipos de válvulas, de acionamento elétrico e pneumático, que podem satisfazer os requisitos económicos e eficientes de diferentes indústrias.
Porquê escolher a Vincer para as suas necessidades de válvulas de distribuição de água?
No caso da distribuição do sistema de água, que é uma infraestrutura crítica, é importante escolher um fabricante de válvulas que seja fiável. Vinagre distingue-se como um fornecedor fiável de elétrico e válvulas de acionamento pneumático, bem como bola, borboleta, portãoe válvulas de globoválvulas manuais industriais e válvulas de controlo. Isto é ainda apoiado pela nossa certificação ISO 9001:2015, que abrange a gestão da qualidade desde a compra até à entrega. Além disso, a certificação CE comprova que os nossos produtos cumprem as normas de segurança europeias e a certificação FDA comprova que os nossos produtos cumprem elevados padrões de segurança e qualidade, especialmente para as indústrias que exigem elevados padrões de higiene. A certificação RoHS da Vincer também prova o nosso compromisso com a proteção ambiental, uma vez que garante que os nossos produtos não contêm quaisquer substâncias perigosas. Ao escolher a Vincer, obtém um parceiro que lhe oferecerá válvulas certificadas e de qualidade e que lhe garantirá o apoio técnico de que necessita na indústria de distribuição de água.
Como manter corretamente e prolongar a vida útil das válvulas de distribuição de água
Inspeção regular
Também é importante definir um calendário de inspeção para que os problemas possam ser detectados atempadamente antes de se tornarem graves. Nestas inspecções, verifique visualmente o corpo da válvula, o atuador, se existir, e todas as juntas quanto a sinais de fugas, ferrugem ou quaisquer danos físicos, como fissuras ou amolgadelas. Qualquer ruído ou vibração invulgar que seja sentido ou ouvido durante o funcionamento da válvula deve ser considerado como um sinal de desgaste interno ou avaria. Também é necessário procurar sinais de fugas de água, que podem ser um sinal de uma fuga lenta. O registo dos resultados de cada inspeção, tais como a data, as observações e as medidas tomadas, ajudará a acompanhar o estado das válvulas ao longo do tempo e a criar um registo do histórico de manutenção, permitindo assim uma intervenção precoce antes de ocorrerem avarias graves.
Lubrificação
A maioria das válvulas de água tem componentes internos que incluem hastes, engrenagens e rolamentos que precisam de ser lubrificados para reduzir o atrito e o desgaste. O desgaste entre as peças móveis resulta num binário de funcionamento elevado, na colagem ou rigidez da válvula para abrir ou fechar e, eventualmente, em falhas. O tipo de lubrificante a ser utilizado deve ser determinado pela recomendação do fabricante e deve ser aplicado nos intervalos recomendados para aumentar a eficiência da válvula. É importante notar que o tipo de válvula e o ambiente em que vai ser utilizada podem exigir diferentes tipos de lubrificantes, pelo que se deve procurar seguir as recomendações do fabricante. A lubrificação também evita o desgaste e a gripagem das peças móveis, aumentando assim a vida útil da válvula.
Limpeza e prevenção da corrosão
A superfície exterior das válvulas de água está exposta a vários elementos e, por isso, pode acumular pó, sujidade e outros materiais que podem levar à corrosão e também dificultar a realização de uma avaliação visual. A limpeza regular do corpo da válvula e das suas peças é importante para garantir que a válvula não fica comprometida e para detetar facilmente quaisquer sinais de fugas ou de ferrugem. Em áreas onde as válvulas estão sujeitas a humidade ou substâncias corrosivas, é aconselhável pintar ou revestir as válvulas, tal como recomendado pelo fabricante, para evitar a oxidação do material. É importante controlar a corrosão na sua fase inicial, porque afecta a estrutura da válvula e pode exigir a sua substituição.
Utilização e funcionamento corretos
O funcionamento correto das válvulas de água, de acordo com a sua conceção e o fim a que se destinam, é crucial para evitar danos e aumentar a sua durabilidade. Não utilize força ao acionar as válvulas manuais, pois isso pode causar danos nas peças internas da válvula. No caso das válvulas acionadas, verifique se os sinais de controlo estão dentro da gama e se a alimentação eléctrica é boa. Alguns dos problemas que podem ocorrer devido a uma operação incorrecta incluem o golpe de aríete, que é suscetível de causar danos na válvula e na tubagem que a rodeia, por exemplo, quando se tenta estrangular com uma válvula de gaveta ou quando se fecha rapidamente uma válvula grande. É crucial formar o pessoal sobre a utilização correta de cada tipo de válvula de água no sistema para evitar encurtar a sua vida útil ou causar um acidente.
Manutenção periódica e substituição de peças de desgaste
Apesar da inspeção e da utilização adequadas, algumas peças das válvulas de água, como os vedantes, as juntas e o empanque, estão sujeitas a degradação ao longo do tempo devido aos efeitos da água e da pressão mecânica. É importante seguir o plano de manutenção fornecido pelo fabricante da válvula para determinar quando é que estas peças devem ser verificadas e possivelmente substituídas. É importante substituir imediatamente as peças gastas ou danificadas da válvula para garantir que a capacidade de vedação da válvula não é comprometida por fugas. A não substituição das peças de desgaste resultará numa redução da eficiência, num aumento das fugas e, em última análise, numa falha da válvula. Por conseguinte, recomenda-se que o sistema de distribuição de água mantenha um stock das peças de desgaste mais frequentemente utilizadas e tenha um calendário de manutenção para reduzir o tempo que o sistema demora a ficar avariado.
Conclusão
As válvulas de distribuição de água são partes essenciais do sistema que fornece este bem essencial às nossas casas e indústrias. Isto porque são responsáveis pelo controlo, regulação e isolamento do fluxo de água nestes sistemas, que são críticos em termos de fiabilidade, eficiência e segurança. Por isso, é importante compreender os vários tipos de válvulas disponíveis, os factores que são importantes na seleção das válvulas e as práticas de manutenção adequadas que devem ser seguidas na gestão das redes de distribuição de água.
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