OPERAÇÃO E CONSTRUÇÃO DE CARNEIRO HIDRÁULICO ALTERNATIVO Edmar José Scaloppi, Ph.D. em Engenharia de Irrigação, Prof. Titular, FCA/UNESP, Botucatu, SP, edmar@fca.unesp.br 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: 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. 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 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. Evitar a entrada de corpos estranhos que podem interromper a operação. Ajustar a máquina para proporcionar de 60 a 80 golpes por minuto. Golpes muito frequentes desgastam precocemente as válvulas. Preferir tubos de alimentação mais rígidos, menos sujeitos à dilatação pela ação do golpe (metálicos seriam ideais). 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. 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. Para aumentar o rendimento e evitar perda de pressão, tanto o tubo de alimentação quanto o de saída devem ser retos. O diâmetro do tubo de saída deve ser 1/3 a ½ do tubo de alimentação. ρ

CONSTRUÇÃO: Lista de material para um carneiro hidráulico de 1” (custo estimado em R$ 60,00): 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. 3 nípeis brancos. 1 tê roscável branco. 1 adaptador 1” (para alimentação com mangueira de 1”). 1 válvula de retenção roscável plástica. 1 tê roscável 1 x ¾” branco. 1 bucha de redução ¾ x ½’’ 1 adaptador de ½’’ ou 1 adaptador ¾ x ½” eliminando a bucha de redução (para a saída com mangueira de ½”). 1 garrafa PET de preferência retornável de 0,6 até 2 L com tampa. 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). 1 mola utilizada em válvula sanitária ou equivalente. A tampa da garrafa PET deve ser perfurada (15 mm ou maior) e colada na parte superior do tê com adesivo apropriado. 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 10 1 2 9 5 6 2 2 3 7 4 8