Porquê utilizar ventosas nas redes de água e de águas residuais

Todos os sistemas de abastecimento de água são constituídos por condutas que distribuem a água até ao seu destino. Neste processo, podem formar-se bolsas de ar ao longo da tubagem. As bolsas de ar e os gases de águas residuais são difíceis de detetar e geralmente reduzem a eficiência da rede. As bolsas de ar também podem causar problemas de choque hidráulico, separação da coluna de água, rutura da tubagem, ruído do sistema e corrosão da tubagem. O ar pode ainda provocar um funcionamento instável de válvulas de controlo, de manómetros e outros equipamentos.Portanto, para um funcionamento seguro e eficiente, é fundamental que haja uma remoção contínua do ar e gases envolvidos. 

Porque é que aparece ar nas tubagens? 

Ar misturado existe em todos os sistemas de transmissão de fluidos. As fontes principais são:

• Enchimento incompleto da linha deixando bolsas de ar nas tubagens.
• Ar misturado libertado do fluido, quando a pressão desce e/ou a temperatura sobe
• Ar aspirado para o sistema através de aberturas como juntas, ruturas e acessórios.
• Se o volume de bolsas de ar e de gás nas águas residuais atingir uma determinada dimensão, o que acontece especialmente na parte mais alta das condutas onde as bolsas de ar se acumulam naturalmente, ocorre uma restrição do caudal que leva a perdas de carga desnecessárias e ao risco de interromper completamente o escoamento.

Porque é que aparece vácuo nas tubagens? 

O vácuo ocorre nas tubagens devido à falta de ar no sistema, o que causa problemas graves e irreversíveis. Foi demonstrado que a pressão negativa não controlada pode causar:  
Danos nos tubos que provocam a aspiração de contaminantes, lodo e sujidade devido a ligações defeituosas, fissuras nas tubagens e acessórios.
Reduz o tempo de vida útil da tubagem ao provocar uma pressão positiva e negativa que atua nas suas paredes. Isto pode resultar em fadiga que vai enfraquecer e eventualmente provocar falhas nas paredes da tubagem. Isto é especialmente importante em tubagens envelhecidas onde é possível a degradação do material. 
Em casos extremos, ao colapso da tubagem. 

Devem coexistir três problemas para que os contaminantes entrem nos sistemas de distribuição de água:

1) A existência de uma fonte de contaminação externa à conduta de distribuição (por exemplo, águas subterrâneas contaminadas) 
2) Um acesso ao sistema. (falhas nas juntas ou fugas) 
3) Uma força motriz (pressão negativa no interior da tubagem) 

Assim, uma solução para evitar a contaminação é eliminar um dos três problemas: a força motriz. As ventosas são a ferramenta mais eficiente e rentável para isso. Instalar e manter um sistema com ventosas, a pressão negativa é gerida e removida da equação, permitindo que mesmo uma rede envelhecida permaneça protegida da contaminação do solo.

O vácuo num sistema de tubagem pressurizada pode ser causado por ventosas defeituosas que não reagem às condições hidráulicas, falhas nas ventosas devido à falta de manutenção ou ausência completa de ventosas na tubagem.

As ventosas estão frequentemente associadas à libertação de ar do sistema, sendo por isso vulgarmente conhecidas como purgadores de ar. No entanto, este nome é enganador, uma vez que a sua função de introduzir ar no sistema para evitar o vácuo é igualmente importante.

A função das ventosas.

As ventosas são dispositivos hidromecânicos com um mecanismo de flutuação interno concebido para libertar o ar e os gases das águas residuais retidos durante o enchimento e o funcionamento da rede.

Asseguram igualmente a entrada de ar durante a drenagem para manter a pressão positiva. Isto é importante, na medida em que a pressão negativa provoca o vácuo que pode levar ao colapso da tubagem e à introdução de contaminantes no sistema.

Por este motivo, as ventosas oferecem proteção contra variações de pressão e ar preso na tubagem, que são as principais causas de rebentamento, colapso e fratura da tubagem. 

Com a utilização correta das ventosas, conseguimos: 

• Redução do consumo de energia e dos custos de funcionamento 
• Redução da perda de pressão
• Redução do tempo de enchimento da rede
• Redução do risco de choque hidráulico 
• Redução de falhas ou imprecisões na medição do caudal 
• Redução da corrosão
• Redução do risco de contaminação ou poluição
• Redução do risco de rebentamento ou colapso da conduta 
• Redução dos custos de substituição
• Redução da depreciação devido a uma vida útil mais longa da rede
• Redução da capacidade necessária das bombas devido a uma menor perda de carga

Três tipos principais de ventosas 

Existem três tipos de ventosas instaladas nos sistemas de água: ventosas automáticas, ventosas cinéticas e ventosas de 3 funções ou duplo efeito.

• As Ventosas automáticas libertam continuamente volumes relativamente pequenos de ar da conduta pressurizada. As ventosas automáticas também são conhecidas como ventosas de orifício pequena dimensão e ventosas de pressão de ar. 
• As Ventosas cinéticas libertam grandes volumes de ar quando a se enche a tubagem. As ventosas cinéticas permitem a admissão de grandes volumes de ar quando se esvazia as condutas ou quando a pressão desce subitamente abaixo da pressão atmosférica. As ventosas cinéticas também são conhecidas como ventosas de orifício grande dimensão, “vacuum breakers”, ventosas de baixa pressão, válvulas de alívio de ar e ventosas de simples efeito.
• As Ventosas três funções ou duplo efeito combinam a função de ventosas automáticas e ventosas cinéticas.  A função automática liberta o ar acumulado do sistema que está sob pressão e a função cinética liberta e admite grandes volumes de ar durante o enchimento e/ou o esvaziamento da conduta. As ventosas combinadas também são conhecidas como ventosas de duplo orifício e ventosas de duplo efeito.