As válvulas de retenção são componentes essenciais em sistemas de tubulação, garantindo que o fluido escoe em apenas uma direção e evitando refluxos que podem comprometer o desempenho e a segurança do sistema. No entanto, o dimensionamento incorreto — seja por subdimensionamento ou superdimensionamento — pode levar a falhas operacionais, desgaste prematuro e danos na tubulação.
Neste artigo, explicamos os critérios técnicos para seleção da válvula de retenção ideal, com ênfase no modelo tipo portinhola (swing check), abordando como evitar os erros mais comuns e garantir desempenho confiável.
A Importância da Velocidade do Fluido no Dimensionamento
No dimensionamento de válvulas de retenção, a velocidade do fluido ao passar pela sede é um dos fatores mais determinantes para o desempenho adequado do equipamento. Essa velocidade define a energia cinética disponível para abrir e manter o disco em posição estável durante o escoamento, afetando diretamente o comportamento da válvula em termos de:
✅ Eficiência de Vedação
A vedação eficiente ocorre quando o disco da válvula está firmemente posicionado contra a sede, bloqueando o refluxo. Durante o fluxo unidirecional, o fluido exerce pressão dinâmica suficiente para manter a válvula aberta, afastando o disco da sede. Quando o fluxo cessa, a ausência dessa pressão e o peso da coluna líquida (ou a força de uma mola, se houver) provocam o fechamento automático da válvula, restabelecendo a vedação. Se a velocidade for inadequada, o disco pode não abrir totalmente ou fechar de forma instável, comprometendo a vedação.
✅ Durabilidade dos Componentes Internos
A durabilidade dos internos da válvula (como disco, eixo, sede e mola, quando aplicável) está diretamente relacionada à velocidade do fluido que passa por ela. Quando a válvula opera fora da faixa ideal:
Velocidade excessiva (subdimensionamento): o fluido exerce maior força de impacto e atrito sobre os internos, gerando:
Erosão na borda do disco e na sede;
Flexões repetitivas do eixo ou da mola;
Desgaste irregular da sede devido ao disco bater com força durante o fechamento.
Velocidade muito baixa (superdimensionamento): o disco pode permanecer parcialmente aberto, o que:
Aumenta o tempo de exposição do disco à turbulência;
Gera microvibrações constantes (chattering leve), que resultam em desgaste prematuro mesmo com baixo fluxo.
✅ Estabilidade Operacional – Explicação Detalhada
A estabilidade da válvula está relacionada à sua capacidade de manter o disco em posição estável – totalmente aberto ou totalmente fechado – durante a operação. Isso depende de o fluxo ser forte o suficiente para vencer as forças de gravidade e/ou mola.
Quando o fluxo é instável ou insuficiente, o disco:
Oscila constantemente entre aberto e fechado (chattering);
Essa vibração gera ruído intermitente, golpes hidráulicos suaves e vibração estrutural, afetando inclusive a tubulação.
Esse movimento cíclico, além de causar desconforto sonoro e possíveis falhas de processo, também acelera o afrouxamento de fixações, trincas por fadiga e até falhas catastróficas da sede com o tempo
🔻 Problemas Causados pelo Subdimensionamento
Ocorre quando o diâmetro da válvula é menor que o necessário para a vazão da linha. Isso força o fluido a passar por uma área reduzida, resultando em velocidades elevadas (Lei da Continuidade: Q=A⋅v).
Consequências técnicas:
🔸 Erosão acelerada: velocidades elevadas geram jatos de fluido com alta energia cinética, especialmente se o fluido contiver partículas sólidas, desgastando rapidamente os internos da válvula e o corpo.
🔸 Batimentos (chattering): em situações de variação de vazão ou pulsos de pressão (comuns em linhas de recalque), o disco pode oscilar violentamente, colidindo repetidamente com a sede, gerando ruído, fadiga do material e perda de vedação.
🔸 Desgaste na tubulação a jusante: o jato concentrado pode causar cavitação localizada, erosão na parede interna do tubo e criar zonas de turbulência persistente.
⚠️ Em aplicações com vapor superaquecido ou líquidos corrosivos, os efeitos do subdimensionamento são ainda mais severos, pois combinam erosão + ataque químico + instabilidade térmica.
Problemas Causados pelo Superdimensionamento
Ocorre quando o diâmetro da válvula é maior do que o necessário. A área de passagem maior reduz a velocidade do fluido, resultando em força insuficiente para manter o disco completamente aberto.
Consequências técnicas:
🔸 Abertura parcial do disco: a baixa força de arraste do fluido não vence o peso do disco (ou a força da mola, em alguns modelos). Isso reduz a área útil de passagem e aumenta a perda de carga local, reduzindo a eficiência do sistema.
🔸 Oscilações mecânicas e hidráulicas: em regime transiente (ex.: partida de bomba, variação de carga), o disco tende a abrir e fechar repetidamente, gerando instabilidade e até golpes de aríete suaves repetitivos que desgastam o eixo e o pino de articulação.
🔸 Fechamento incompleto: quando a vazão cessa, a baixa massa de fluido em movimento pode não gerar pressão reversa suficiente para fechar rapidamente o disco, permitindo refluxo momentâneo que pode ser perigoso em linhas críticas, como sistemas de vapor, água quente, produtos tóxicos ou inflamáveis.
⚠️ Esse cenário é comum em projetos onde se escolhe a válvula apenas com base no diâmetro da linha, sem considerar a real taxa de vazão média e mínima.
Qual a Vazão Mínima Recomendada?
Para garantir o funcionamento adequado de uma válvula de retenção do tipo portinhola, é essencial que o fluxo de fluido a montante atinja uma vazão mínima equivalente a pelo menos 70% da capacidade nominal da válvula. Isso assegura que o disco (ou portinhola) se abra de forma suficiente — idealmente, atingindo 70% ou mais de sua abertura total — permitindo um escoamento estável e contínuo.
Quando essa condição mínima não é respeitada, ou seja, quando o fluido circula com uma vazão muito baixa, a válvula tende a operar em regime instável, resultando em:
🔹 Fluxo turbulento e instabilidade mecânica: A abertura parcial do disco faz com que o fluido contorne a portinhola com turbulência e perda de carga elevada, favorecendo oscilações e movimentos intermitentes do disco (chattering). 🔹 Desgaste irregular dos componentes internos: O contato frequente e instável entre o disco e a sede, causado pelas oscilações, pode gerar desgaste localizado e comprometer a vedação ao longo do tempo. 🔹 Redução da vida útil da válvula: O regime instável gera esforços mecânicos cíclicos e ruídos que, além de impactarem a durabilidade dos internos da válvula, podem afetar a integridade da tubulação a jusante.
💡 Importante: A vazão mínima é geralmente definida com base em testes hidráulicos ou critérios do fabricante. Quando não disponível, pode ser estimada a partir da área de passagem e da velocidade mínima recomendada para abertura total do disco.
Tipo de Válvula
Velocidade Mínima (Tubulação a Montante)
Velocidade para Abertura Total
Portinhola simples
≥ 75√v
135√v
Tilting disc (disco inclinado)
≥ 24√v
135√v
Onde:
v = volume específico do fluido (consultar tabelas técnicas).
As velocidades são dadas em m/s ou ft/s, dependendo do sistema de unidades utilizado.
Explicação Técnica
Velocidade Mínima (Início da Abertura)
Portinhola simples: Exige velocidades mais altas (75√v) devido ao maior peso e inércia do disco.
Tilting disc: Abre com velocidades menores (24√v), pois seu mecanismo oferece menor resistência.
Velocidade para Abertura Total
Ambas as válvulas atingem abertura completa em 135√v, garantindo fluxo livre sem restrições excessivas.
Onde Instalar a Válvula de Retenção? Cuidados Essenciais para um Funcionamento Seguro e Eficiente
A válvula de retenção (ou válvula unidirecional) é projetada para permitir o fluxo em apenas uma direção, impedindo o retorno do fluido e protegendo bombas, compressores e demais componentes do sistema. No entanto, sua eficiência e vida útil dependem diretamente da correta escolha do local de instalação, especialmente em sistemas de recalque de bombas.
🚨 Atenção redobrada ao instalar próximo à saída (recalque) de bombas! Quando a válvula de retenção é instalada muito próxima da saída da bomba, o disco ou obturador permanece aberto exclusivamente pela força do fluxo. Nessas condições, variações repentinas de pressão ou vazão podem causar problemas críticos como:
🔸 Fechamento brusco – Provoca golpe de aríete, resultando em choques hidráulicos que podem danificar a tubulação. 🔸 Oscilações do disco (chattering) – Ocasionam desgaste prematuro na sede da válvula, ruído excessivo e redução da vida útil.
🔧 Soluções Recomendadas:
✅ Válvulas com sistema de amortecimento ou mola de retorno controlado – Proporcionam um fechamento mais suave, reduzindo impactos hidráulicos. ✅ Modelos Tilting Disc (disco basculante) – Mais estáveis em sistemas sujeitos a variações de fluxo, evitando oscilações e garantindo maior durabilidade.
📌 Dica técnica: Sempre consulte um especialista em válvulas para avaliar o regime de operação do seu sistema e escolher o modelo mais apropriado de válvula de retenção
Conclusão: Como Escolher a Válvula Certa?
1️⃣ Calcule a velocidade do fluido na sede usando as fórmulas recomendadas. 2️⃣ Verifique a vazão mínima para garantir abertura adequada (≥70%). 3️⃣ Evite superdimensionar – uma válvula muito grande pode não fechar corretamente. 4️⃣ Atenção à instalação – posicione a válvula longe de pulsações de bombas, se possível.
Se precisar de ajuda na seleção, consulte um especialista ou utilize softwares de dimensionamento hidráulico.
