Neste conteúdo iremos abordar:
- O que é a perda de carga e como ela se relaciona a maiores gastos energéticos;
- As diferenças entre os dois tipos de perda de carga existentes na indústria: a distribuída e a localizada;
- O impacto da perda de carga no custo final, ressaltando a importância de uma análise aprofundada e assertiva do seu processo industrial.
Você já ouviu falar em perda de carga? Ela pode ser o motivo pelo qual sua empresa não atinge todo o potencial ao longo da sua produção! Assim, como reduzir estas perdas e ter o maior lucro possível?
Ao entender este tópico, você poderá:
– Dimensionar da maneira correta seus equipamentos;
– Evitar acidentes envolvendo tubulações e bombas;
– Aumentar a eficiência geral do processo.
Entendendo o problema
Sabemos que durante o processo produtivo de uma empresa há uma série de perdas que trazem um custo extra e diminuição significativa na quantidade de energia na produção. Dessa forma, tal problema está diretamente vinculado com a perda de carga que ocorre nas tubulações e acessórios.
Em uma tubulação, podemos entender a carga como a energia mecânica do escoamento de um gás ou líquido por unidade de massa destes. Ou seja, de maneira simplificada, é um conceito relacionado à energia do fluido quando ele é transportado de um ponto a outro da produção industrial.
Assim, a perda de carga ocorre pela transformação dessa energia mecânica em energia térmica, aquecendo o fluido; e também pela transferência de calor para outros elementos do processo. Portanto, essa perda de energia também está relacionada à perda de pressão, problema relacionado à cavitação (veja um exemplo neste vídeo) e perda de eficiência no processo.
De modo geral, existem dois tipos de perda de carga ocorrendo ao longo da produção: a distribuída e a localizada. Vamos definir melhor a diferença entre elas?
Perda de Carga Distribuída
Analisando de maneira mais específica, a perda de carga distribuída ocorre pelo atrito entre o fluido e a parede da tubulação durante o escoamento em um trecho reto do percurso. Nesse sentido, ela é, quando comparado com a localizada (que entenderemos logo abaixo), bem menos significativa.
É interessante entender que a perda de carga distribuída ocorre durante a passagem do fluido nos tubos. Logo, a viscosidade da substância da sua produção, assim como o diâmetro dos tubos e a velocidade de escoamento são os fatores que influenciam diretamente na redução de produtividade e aumento de custo do seu processo.
Custo de equipamentos x Gastos energéticos
Considerando os itens de influência citados, uma das primeiras soluções para diminuição da perda energética é o aumento do diâmetro tubular. Como vimos que a perda de carga se dá pelo atrito, a ideia é que aumentando o espaço de passagem da substância, ocorra menos contato com a parede da tubulação e, consequentemente, maior conservação de carga.
Porém, o problema é que realizar o aumento do diâmetro pode gerar um gasto significativo. Mas afinal, o gasto trará grandes economias no processo ou não compensa a troca?
Para que o custo de implantação compense o de operação, ou seja, que o custo de instalação dos tubos seja menor do que todo o lucro gerado com o aumento da rentabilidade de um processo, cabe a análise técnica para um diâmetro ótimo (o ideal para o fluido do trecho em questão), que faz com que uma vazão específica do sistema obtenha o menor custo possível.
Perda de Carga Localizada
Em uma tubulação existem diversos elementos adicionais necessários à produção, como válvulas, joelhos e tês, chamados de acidentes. É aí que a perda de carga localizada aparece!
Quando o fluido passa em um trecho do processo onde existem os acidentes, ocorre perturbação brusca do escoamento e isso gera a perda de energia. Comparativamente, podemos entender esses elementos como obstáculos durante o percurso do gás ou do líquido, que impedem a passagem ideal destes fazendo com que carga seja desperdiçada. Assim, quanto mais acidentes, maior a perda.
Cada componente adicional da tubulação está relacionado a um valor de perda de carga, geralmente tabelado e fornecido pelo fabricante. Por isso, é muito importante conhecer bem o seu processo e quais acidentes ele requer, de modo a evitar perdas energéticas desnecessárias e ao mesmo tempo não comprometer a funcionalidade da produção.
Como identificar e evitar o problema?
Tendo em mente tudo o que foi abordado acima, podemos perceber como é importante conhecer bem o tema ao implementar um processo industrial. Mas como identificar e quantificar a perda de carga?
Existem diversas equações conhecidas pelos engenheiros que permitem a realização desse cálculo e auxiliam o planejamento da sua tubulação. Com isso, há redução de custos e otimização da produção, necessidades fundamentais para o sucesso de qualquer empresa.
A Propeq oferece como solução para pequenas e grandes empresas para otimização de condições operacionais, de modo que nossos clientes possam reconhecer e evitar problemas como a perda de carga. Aspectos dessa análise, como escolha e dimensionamento adequados de equipamentos, podem fazer uma grande diferença na eficiência do seu processo. Entre em contato e potencialize sua produção!
Quer entender um pouco mais sobre perda de carga?
