Wire drawn

O que é "Wire Drawing"?

O termo "Wire Drawing", traduzido literalmente como "trefilação de arame" ou deslizamento de fio, no contexto de HVAC-R, refere-se a um fenômeno destrutivo induzido por fluido, caracterizado por um ruído sibilante, agudo e de alta frequência. Este som indica que um fluido (gás ou líquido) está passando por uma pequena abertura ou restrição sob uma diferença de pressão muito elevada e em alta velocidade. O efeito resultante é a erosão e a cavitação superficiais nos componentes internos, causando danos significativos ao equipamento ao longo do tempo.

Imagine um bico de pulverização onde a água sai em altíssima velocidade e pressão. O "wire drawing" é semelhante, mas ocorre internamente e inadvertidamente em válvulas, tubulações ou selos, onde o fluido está essencialmente "cortando" ou "esculpindo" o material do componente devido à sua velocidade e energia.

Como funciona e suas causas

O "Wire Drawing" ocorre quando há uma combinação de:

1. Alta Diferença de Pressão: Uma grande queda de pressão através de um pequeno orifício ou restrição. Quanto maior a diferença de pressão, maior a velocidade do fluido ao passar por essa restrição.
2. Alta Velocidade do Fluido: A alta diferença de pressão acelera o fluido a velocidades supersônicas ou subsônicas muito elevadas.
3. Restrição Pequena: A área de passagem do fluido é significativamente menor do que a tubulação ou componente adjacente.

As causas comuns para o "Wire Drawing" em sistemas HVAC-R incluem:

• Vazamentos Internos em Válvulas: Uma válvula que não fecha completamente, permitindo que uma pequena quantidade de fluido (refrigerante, água) passe por uma fresta sob alta pressão. Isso é muito comum em válvulas de bloqueio com vedação desgastada.
• Perda de Vedação em Válvulas de Expansão: Especialmente em TEVs (Termostática de Expansão) com agulha ou sede danificada, permitindo fluxo excessivo e descontrolado.
• Vedações Danificadas: Juntas ou selos mecânicos deteriorados em bombas ou compressores, onde o fluido de processo ou lubrificante vaza sob pressão.
• Problemas em By-passes: By-passes mal dimensionados ou válvulas de by-pass que não vedam adequadamente.
• Erosão por Cavitação: Em alguns casos, a cavitação (formação e colapso de bolhas de vapor em um líquido devido a quedas de pressão) pode intensificar os danos superficiais juntamente com o "wire drawing".

O som característico é gerado pelas vibrações de alta frequência dos componentes e do próprio fluido em escoamento turbulento na restrição, sendo um indicador auditivo de um problema.

Aplicações práticas e consequências

No dia a dia do Eng. Allan Andrade (Engenheiro de HVAC-R), identificar e corrigir o "Wire Drawing" é crucial para a integridade dos sistemas.

Exemplos de Ocorrência:

• Sistemas de Chiller: Uma válvula de bloqueio na linha de líquido de refrigerante que não fecha completamente, causando um escape contínuo e ruidoso de refrigerante sob alta pressão para a linha de baixa. Isso não apenas causa perdas de refrigerante como danifica a sede da válvula, tornando-a cada vez menos eficaz.
• Bombas de Água Gelada: Um selo mecânico interno de uma bomba deteriorado. O "wire drawing" pode ser ouvido como um chiado dentro da carcaça da bomba, indicando vazamento de água do lado de alta pressão para o lado de baixa pressão através da vedação com perda de eficiência e eventual falha do selo.
• Unidades de Tratamento de Ar (UTA): Válvulas de controle de água gelada ou quente que não vedam 100%. O ruído pode ser audível no manifold da UTA, indicando que a válvula não está estanque e está havendo um fluxo não desejado de água, comprometendo o controle de temperatura e causando desgaste prematuro.

Consequências:

• Danos aos Componentes: Erosão, cavitação e desgaste acelerado de sedes de válvulas, agulhas, gaxetas e selos mecânicos.
• Perda de Eficiência: Vazamentos internos levam à perda de controle do processo (ex: temperatura de água gelada), consumo excessivo de energia e maior carga de trabalho para compressores e bombas.
• Perda de Fluidos: Vazamentos de refrigerante (com impacto ambiental e custo) ou água (com desperdício e risco de danos por umidade).
• Ruído Excessivo: Desconforto acústico e, em casos extremos, violação de normas de ruído em ambientes ocupacionais ou residenciais.
• Falhas Catastróficas: Em casos severos e não corrigidos, o "wire drawing" pode levar à falha completa do componente afetado, exigindo substituição cara e parada do sistema.

Erros comuns / cuidados

• Ignorar o Ruído: O erro mais comum é ignorar o som sibilante, acreditando que é um "ruído normal" do sistema. Este som é um indicador claro de problema.
• Subestimar a Gravidade: Pensar que um pequeno vazamento interno "não faz mal". O "wire drawing" é um processo degenerativo que se agrava com o tempo.
• Substituição Inadequada: Apenas repor o componente sem investigar a causa raiz. Pode ser que a pressão diferencial excessiva, o mau alinhamento (em selos) ou o material inadequado estejam causando o problema recorrente. Por exemplo, uma válvula de fechamento manual que está sendo usada para estrangular o fluxo, em vez de uma válvula de controle específica.
• Manutenção Preventiva Negligenciada: A falha em inspecionar e testar regularmente válvulas e selos para vazamentos e desgastes.

Cuidados:

• Inspeção Auditiva: Treinar a equipe de manutenção para identificar o som de "wire drawing" durante as rondas.
• Diagnóstico Preciso: Utilizar detectores de vazamento (ultrassônicos, eletrônicos) para localizar a fonte exata do som e confirmar o problema.
• Reparo Pontual: Realizar o reparo ou substituição do componente danificado o mais rápido possível.
• Análise de Causa Raiz: Entender por que o "wire drawing" ocorreu para evitar recorrências (ex: dimensionamento incorreto da válvula, manutenção de projeto inadequada).
• Especificação Correta: Ao projetar ou substituir componentes, certificar-se de que os materiais e o design são adequados para as condições de pressão e fluxo do sistema.

Referências normativas quando aplicável

Embora não haja uma norma específica para o fenômeno "Wire Drawing" em si, as práticas de engenharia e manutenção que visam preveni-lo ou mitigá-lo são abrangidas por diversas normas e boas práticas do setor, tais como:

• ABNT NBR 16401 (Instalações de Ar Condicionado - Sistemas Centrais e Unitários): Aborda conceitos de eficiência, dimensionamento e manutenção que indiretamente visam a integridade dos componentes e evitam tais fenômenos.
• ASHRAE Standards: As normas da ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) fornecem diretrizes para o projeto, operação e manutenção de sistemas HVAC-R, incluindo a seleção de válvulas e componentes que minimizem a erosão e garantam a durabilidade.
• Normas Regulamentadoras (NRs) Brasileiras: Especificamente a NR 13 (Caldeiras, Vasos de Pressão e Tubulações) que embora não fale diretamente de "wire drawing", exige a integridade dos equipamentos e tubulações sob pressão, e a detecção de vazamentos é crucial para a segurança e conformidade.
• Boas Práticas de Engenharia e Manutenção: Recomendações de fabricantes de equipamentos e manuais de operação e manutenção que detalham procedimentos para inspeção e reparo de válvulas e selos.