Escape do grupo gerador: tubagem, silenciador e contrapressão

A linha de escape é um dos elementos da instalação de um grupo gerador em que mais erros se cometem. Normalmente, os erros não se notam no primeiro dia. O grupo funciona, mas a plena carga perde potência, a temperatura de escape sobe e acumulam-se fuligem e cheiros na sala. Alguns meses depois surgem danos no turbo, nas juntas ou nos suportes do tubo. Neste artigo abordamos os componentes do sistema de escape, a forma de escolher o diâmetro do tubo e os pontos a ter em conta na instalação. Para outros temas da instalação, como a ventilação, o combustível e a base, consulte o nosso artigo sala e instalação do grupo gerador.

Componentes do sistema de escape

Uma linha de escape típica de grupo gerador é composta, a partir da saída do motor, pelos seguintes componentes:

1. Ligação flexível (compensador): absorve a vibração do motor e a dilatação térmica do tubo. É montada o mais perto possível da saída do motor.
2. Silenciador: reduz o ruído de escape. Pode ser de um ou dois andares.
3. Tubos e curvas: conduzem o gás para o exterior. As curvas de raio largo reduzem a resistência.
4. Suportes e apoios: suportam o peso da linha e permitem o movimento no sentido da dilatação.
5. Purga de condensados: no ponto mais baixo da linha, impede que a água acumulada regresse ao motor.
6. Terminal de saída: tampa anti-chuva, corte em bisel ou chapéu.

Contrapressão: o critério de projeto da linha

Ao passar pelo tubo, o gás de escape encontra uma resistência devida ao atrito e às mudanças de direção. Esta resistência, medida na saída do motor, designa-se por contrapressão (back pressure). Cada fabricante de motores indica na ficha técnica a contrapressão máxima admissível; o valor é normalmente expresso em quilopascal (kPa) ou em milímetros de coluna de água (mmca).

A contrapressão total é a soma de três parcelas:

• Perda nos troços retos: aumenta com o comprimento do tubo e diminui rapidamente com o aumento do diâmetro.
• Perdas nas curvas e ligações: cada curva acrescenta uma resistência equivalente a um determinado comprimento de tubo. Uma curva apertada gera muito mais resistência do que uma de raio largo.
• Perda do silenciador: é o valor de catálogo do fabricante do silenciador; é maior nos silenciadores de elevada atenuação.

Se, no final do cálculo, o total ultrapassar o limite do motor, há três soluções: aumentar o diâmetro do tubo, reduzir o número de curvas ou escolher um silenciador com menor perda. Na prática, a solução mais eficaz é normalmente aumentar o diâmetro do tubo um escalão.

Diâmetro do tubo e traçado

As seguintes regras facilitam o projeto da linha de escape:

• Leve a linha para o exterior pelo traçado mais curto possível. Evite troços horizontais longos.
• Considere o diâmetro de saída do motor como o diâmetro mínimo; em nenhum ponto da linha o diâmetro é reduzido.
• Quando o comprimento da linha ultrapassar alguns metros ou o número de curvas aumentar, considere o diâmetro imediatamente superior.
• Escolha curvas de raio largo; se possível, utilize duas curvas de 45° em vez de uma de 90°.
• Não junte numa única linha os escapes de vários grupos geradores. O grupo que não está a funcionar enche-se de gás quente e água de condensação. Cada grupo deve ter a sua própria linha para o exterior.

Escolha do silenciador

Os silenciadores são classificados segundo o seu nível de atenuação sonora. As designações mais comuns são:

Tipo de silenciador	Utilização típica
Industrial	Zonas industriais, obras, locais onde o ruído não é crítico
Residencial (residential)	Instalações próximas de zonas habitacionais, edifícios comerciais
Crítico (critical / hospital)	Hospitais, hotéis, instalações dentro de edifícios residenciais, locais com limites de ruído rigorosos

Quanto maior a atenuação, maior é o silenciador e maior a sua perda. Por isso, o objetivo de ruído deve ser avaliado em conjunto com o cálculo da contrapressão. O silenciador de escape reduz apenas o ruído de escape; para o ruído do motor e do ventilador é necessário isolamento da sala ou uma canópia para grupo gerador.

Calor, isolamento e segurança

Os gases de escape de um motor diesel a plena carga atingem temperaturas de várias centenas de graus. Por isso:

• Os tubos e o silenciador no interior da sala devem ser revestidos com isolamento térmico. O isolamento reduz a temperatura da sala e o risco de queimaduras.
• Nas passagens por paredes e coberturas deve deixar-se uma distância suficiente em relação a materiais combustíveis e utilizar-se uma manga de atravessamento.
• O peso da linha deve ser transmitido aos suportes e não ao motor. Se a saída do motor suportar carga, o corpo do turbo e o coletor podem ser danificados.
• A saída de escape deve ficar afastada de janelas, tomadas de ventilação e zonas pedonais. O gás não deve ser novamente aspirado pela entrada de ar do próprio grupo.

Condensação e água da chuva

Quando o grupo para, o vapor de água condensa na linha de escape. Além disso, pode entrar chuva pelas saídas verticais. Se esta água chegar ao motor, pode causar danos graves no arranque seguinte. Medidas:

• Coloque uma válvula de purga ou dreno de condensados no ponto mais baixo da linha.
• Utilize uma tampa anti-chuva ou um chapéu na extremidade das saídas verticais.
• Dê aos troços horizontais uma ligeira inclinação do motor para o exterior.

Escape em grupos insonorizados e em contentor

Nos grupos insonorizados, o silenciador está dentro ou por cima da canópia e a saída de escape vem preparada de fábrica. Se o grupo funcionar ao ar livre, normalmente não é necessária instalação adicional. No entanto, se o grupo for colocado num recanto de um edifício, num saguão ou num parque de estacionamento fechado, pode ser necessário conduzir os gases de escape até uma altura segura. Nos grupos geradores em contentor de grande potência, o escape e o silenciador são montados sobre o contentor; consulte a nossa gama de produtos.

Lista de verificação

• O caudal de escape e a contrapressão admissível foram retirados da ficha técnica do motor?
• A contrapressão total foi calculada com o comprimento da linha, o número de curvas e a perda do silenciador?
• Existe um compensador na saída do motor e o peso da linha é suportado pelos suportes?
• Os tubos no interior da sala foram isolados e foram utilizadas mangas nas passagens?
• Existem purga de condensados e tampa anti-chuva?
• Cada grupo tem a sua própria linha de escape?

O projeto da linha de escape deve ser elaborado por um engenheiro habilitado, de acordo com a legislação em vigor. Para conhecer o caudal de escape e o limite de contrapressão do grupo do seu projeto, basta indicar o modelo no seu pedido de proposta; enviamos-lhe a ficha técnica.