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Chave de fluxo: características técnicas, aplicação e dicas de instalação

Autor: Braulio Viana – Equipe de Suporte Técnico Skop

Sumário:

1. O que é?
2. Como funciona?
3. Onde é aplicada
4. Visão geral da aplicação da Chave de Fluxo no Sistema de Sprinkler
5. Principais características técnicas
6. Como instalar?
7. O que dizem as normas ABNT e NFPA?
8. Curiosidade: Sistema de incêndio x Sistema de ar condicionado central

1. O que é?

A chave de fluxo, também conhecida como flowswitch ou fluxostato, é um dispositivo de monitoramento do sistema de proteção contra incêndio por sprinklers que identifica se existe fluxo de água no interior da tubulação hidráulica e “passa” essa informação para a Central de Incêndio. Imagine que o painel da central de incêndio de um prédio de vinte andares acuse alarme de incêndio, mas não mostre o andar no qual ocorre o incêndio. A chave de fluxo, instalada em cada um dos pavimentos, ajudará nesta identificação.

A chave de fluxo é composta, basicamente, por:

• Palheta – Dispositivo que fica em contato com a água;
• Interruptor (switch) – Contato elétrico que fecha quando há fluxo de água;
• Retardo pneumático – Dispositivo que evita alarmes indesejáveis. Definido na figura 3 do requisito 5.7.2 da ABNT NBR10897:2014.

Fonte: Fig. 16.33 – NFPA13:2019 (adaptado)

2. Como funciona?

Quando um dos sprinklers é ativado e as bombas de água do sistema entram em funcionamento (falaremos melhor sobre essa sequência mais abaixo), a água movimenta-se no interior da tubulação e empurra a palheta que está interligada a uma das extremidades de uma haste metálica. Ao se movimentar, a outra extremidade da haste ativa o interruptor (switch) que possui um contato elétrico interligado à central de incêndio, possibilitando a geração de um alarme local ou remoto.

3. Onde é aplicada?

Em boa parte das situações, as CHAVES DE FLUXO serão aplicadas no conjunto da Conexão Setorial de dreno, ensaio e alarme (conhecido também como conexão de teste e alarme ou kit setorial), instalada em cada um dos pavimentos ou setores de uma edificação. Neste artigo, estamos analisando a chave de fluxo como um dispositivo para a geração de alarme e por isso deverá estar interligada à Central de Detecção e Alarme de Incêndio, com previsto na figura 3 na Norma ABNT NBR10897:2014.

A Norma de projeto indica, ainda, que: “cada sistema de chuveiros automáticos deve ser provido de uma conexão de teste e alarme, cuja principal função é testar o funcionamento dos alarmes de fluxo de água (gongo, chave de fluxo).”

Outra aplicação é a que utiliza a chave de fluxo logo após a válvula de retenção (jusante), indicando o fluxo de água em função da ativação do sistema. O projetista João Carlos W. Jr “tem como premissa adotar fluxostatos com retardo de sinal logo acima da válvula de governo e interligados à central de alarme, quando a edificação possui [central de] alarme de incêndio. Quando não há essa exigência, sugere-se adotar válvula de governo e alarme (VGA) com trim (câmara de retardo + gongo hidráulico).” O autor acrescenta, ainda, que “ prefere não adotar pressostatos em sistemas molhados para identificação de fluxo de água na central de alarme, considerando que algumas instalações estão sujeitas a variação de temperatura que pode criar variação depressão na rede e levar o pressostato a gerar, equivocadamente, uma falsa leitura da situação real” (WOLLENTARSKI JR., 2014, p.69).

4. Visão geral da aplicação da Chave de Fluxo no Sistema de Sprinkler

A figura abaixo demonstra uma edificação com dois pavimentos, cada qual com sua Conexão Setorial.

Para sermos mais didáticos, colocaremos a sequência de operação, através de tópicos. A sequência é a seguinte:

1. Um ou mais sprinklers da instalação entram em funcionamento por elevação da temperatura no ambiente protegido;
2. A pressão de água diminuindo trecho entre o sprinkler e a VGA. Passa a existir diferença de pressão entre os trechos antes e depois da VGA e isso faz com que o obturador (retenção) da VGA abra parcialmente gerando, por consequência, a diminuição de pressão de água no trecho entre as bombas de incêndio (jockey e principal) e a VGA;
3. Os pressostatos de baixa pressão, instalados na casa de bombas de incêndio, “percebem” a queda de pressão e ligam as bombas de água;
4. Quando as bombas de incêndio são ligadas, inicia-se o fluxo de água pela tubulação até o ponto onde ocorreu a ativação do sprinkler. É nesse momento que a chave de fluxo identifica o fluxo de água e repassa essa informação para a central de incêndio para que o alarme e os demais procedimentos sejam executados;

NOTA: No exemplo acima, consideramos um sistema de tubulação molhada.

5. Principais características técnicas

• Diâmetro: 1”, 1-1/4”, 1-1/2”, 2”, 2-1/2”, 3”, 4”, 6” e 8”;
• Tipo de retardo: pneumático;
• Vazão mínima: entre 15 e 40 L/mim (característica pouco citada, porém de suma importância);
• Tipo da chave: Tipo T (T-Type) ou Tipo boca de lobo (Vane-Type ou Paddle-Type)

NOTA: a “palheta” da chave de fluxo do sistema de incêndio do tipo boca de lobo é de nylon e possui aparência de uma nadadeira. NÃO é metálica!

5.1 Diâmetro da rosca

Normalmente os fabricantes disponibilizam chaves de fluxos nos seguintes diâmetros: 1”, 1-1/4”, 1-1/2”, 2”, 2-1/2”, 3”, 4”, 6” e 8”.

5.2 Retardo pneumático

A figura 3, presente no requisito 5.7.2 da norma ABNT NBR10897:2014, informa a necessidade de que a chave de fluxo possua retardo pneumático. Sendo assim, pela Norma Brasileira, fica descartada a utilização de chaves de fluxo com retardo eletrônico ou, ainda, que esse retardo (delay) seja incluído na programação da central de incêndio. O retardo pneumático tem a função de evitar falsos alarmes, fazendo com que o contato do interruptor (switch) só seja ativado se a vazão de água perdurar por um certo tempo. Normalmente as chaves de fluxo possuem ajuste entre 0 e 90 segundos.

5.3 Vazão mínima de ativação

Em geral, os fabricantes indicam uma vazão de ativação da chave de fluxo entre 15 e 40L/mim. Essa faixa de vazão é suficiente para atender ao requisito 5.9.1 da ABNT NBR10897:2014, que diz: “O alarme de fluxo de água […] deve ser ativado pelo fluxo de água equivalente ao fluxo em um chuveiro automático [sprinkler] de menor orifício instalado no sistema”.

5.4 Tipos

Tipo boca de lobo (Vane-Type ou Paddle-Type) – A chave de fluxo possui conexão por meio de encaixe e anel de vedação. São fixadas através de um grampo de aço do tipo U. Normalmente este tipo de chave de fluxo é instalada através de uma perfuração na tubulação e fixadas através de um grampo de aço do tipo U.

Tipo T (T-Type) Chave de fluxo modelo T-TYPE – A chave de fluxo que possui conexão roscada e, dependendo do fabricante, já vem montada em uma conexão “tê”. Chaves de fluxo T-type são mais aplicadas em tubulações com diâmetros menores, como: 1” e 1-1/2”.

6. Como instalar?

6.1 Chave de Fluxo modelo VANE-TYPE (ou boca de lobo)

Dependendo do fabricante, este tipo de chave de fluxo pode ser instalada em tubulações horizontais ou verticais e em qualquer ângulo, observando, em todos os casos, o sentido de fluxo e trechos retos mínimos à montante ou jusante. Para instalar a chave é necessário furar a tubulação com a utilização de uma serra copo, no diâmetro especificado pelo fabricante e introduzir a palheta de nylon dobrada no furo. É importante observar se o anel de vedação em neoprene está bem assentado no tubo para que promova a estanqueidade desejada.

ATENÇÃO: se a instalação da chave de fluxo for em tubo de cobre (paredefina) talvez seja necessário adotar cuidados especiais, conforme a orientação do fabricante, pois caso esses cuidados não sejam tomados, o funcionamento da chave de fluxo poderá ser comprometido em função de uma “ovalização” do tubo no ato da instalação.

Também é importante apertar o grampo “U” de forma gradativa, revezando cada uma das porcas, para que o aperto ocorra igualmente dos dois lados. Este procedimento evita a deformação do anel de vedação e possíveis vazamentos.

6.2 Chave de fluxo modelo T-TYPE

Possui conexão roscada para instalação em conexão do tipo “tê” já existente. Dependendo do fabricante, pode já vir montada em uma conexão do tipo “tê” ou não. A interligação com o restante da tubulação será realizada com a utilização das conexões convencionais, segundo a conveniência do instalador.

7. O que dizem as normas ABNT e NFPA?

Vale ressaltar os demais requisitos que falam diretamente ou citam algo relacionado à chave de fluxo para sistemas de proteção contra incêndio.

ABNT NBR10897:2014:

• Requisito 5.7.1 – “Cada sistema de chuveiros automáticos deve ser provido de uma conexão de teste e alarme, cuja principal função é testar o funcionamento dos alarmes de fluxo de água (gongo, chave de fluxo).”;
• Requisito 5.7.2 (Figura 3) – Indica que a conexão de teste e alarme de cada andar de edificações de múltiplos pavimentos deve possuir chave de fluxo com retardo pneumático;
• 9.1 – “O alarme de fluxo de água deve ser específico para sistemas de chuveiros automáticos e deve ser ativado pelo fluxo de água equivalente ao fluxo de um chuveiro automático de menor orifício instalado no sistema.”
• 9.4 – “As chaves de alarme de fluxo tipo palheta com retardo automático [pneumático conforme 5.7.2-fig.3] devem ser instaladas apenas em sistemas de tubo molhado.”;

 NFPA13:2019:

• Requisito 16.11.3.4 e A.16.11.3.4 – Orientam, entre outras coisas, que a chave de fluxo deve ser instalada apenas em sistemas molhados/inundados (“wet systems only”) e que a única exceção é a instalação de chave de fluxo em sistema molhado que possui sistemas de pré-ação ou secos como sistemas auxiliares. Segue abaixo o print do texto original para melhor entendimento.

8. Curiosidade: Sistema de incêndio x Sistema de ar condicionado central

Eventualmente, pode ocorrer alguma confusão entre a chave de fluxo destinada ao sistema de sprinklers e a destinada ao sistema ar condicionado. Ambas monitorarão fluxo de água, porém existem diferenças físicas e de aplicação que tentaremos esclarecer de forma breve.

Chave de Fluxo para sistema de incêndio:

• Possui uma única “palheta” construída em nylon, exclusiva para um único diâmetro de tubulação;
• A “palheta” ocupa todo o diâmetro interno da tubulação hidráulica;
• São mais sensíveis, pois são destinadas a trabalhar em vazões menores.

Chave de fluxo para sistema de ar condicionado:

• Normalmente é fornecida com um conjunto de palhetas adaptáveis aos possíveis diâmetros da tubulação;
• Tais palhetas não ocupam todo o diâmetro interno da tubulação hidráulica;
• São destinadas a trabalhar em vazões muito superior à vazão do sistema de incêndio.

Autor: Braulio Viana – Equipe de Suporte Técnico Skop

Referências:

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10897: Sistema de proteção contra incêndio por chuveiros automáticos – requisitos. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. p. 17 e 20.

WOLLENTARSKI JR., J. C. Sprinklers: Conceitos básicos e dicas excelentes para profissionais: um estudo prático sobre a NFPA 13. Publicações do Prêmio Instituto Sprinkler Brasil. São Paulo, 2015. p.98.

NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION – NFPA 13: Automatic Sprinkler Systems. NFPA, 2019. P. 464.