A reclamação é frequente e quase sempre chega formulada como defeito de equipamento. O ventilador foi comprado para uma vazão e uma pressão, está instalado, está girando, e não entrega o que o gráfico prometia. Antes de responsabilizar o fabricante vale entender de onde aquele gráfico veio.

A curva publicada pelo fabricante é resultado de um ensaio normalizado. Instala-se um trecho reto de duto na entrada do ventilador, com uma válvula na extremidade para controlar a vazão, e uma tomada de pressão estática. Parte-se da válvula totalmente fechada, sem escoamento, e esse é o primeiro ponto da curva. Abre-se parcialmente, registra-se, e assim por diante até completar a curva daquela rotação. Durante o ensaio também se mede a potência absorvida, o que permite publicar rendimento, e o nível de ruído.

Note a condição em que tudo isso aconteceu: entrada e saída limpas, escoamento desenvolvido, perfil de velocidade uniforme. A curva descreve o desempenho da máquina nessa condição, e é honesta a respeito disso.

Na aplicação real o ar entra e sai do ventilador com perfil distorcido. Uma curva imediatamente antes da boca de sucção, uma parede próxima demais, uma transição abrupta de seção, um registro parcialmente fechado logo na descarga. Cada um desses arranjos entrega à máquina um escoamento diferente do que ela viu em bancada.

A diferença entre o desempenho de laboratório e o de campo tem nome próprio: efeito de sistema, ou system effect nos materiais em inglês. Ele entra na conta como se fosse uma perda localizada adicional, com a diferença de que não está associado a um componente identificável e sim ao arranjo como um todo, e por isso costuma ser levantado experimentalmente, instalação por instalação.

A recomendação de trecho reto antes e depois da máquina também existe em bombeamento, e vários fabricantes publicam valores próprios. A diferença está na consequência. Em uma instalação de bombeamento a máquina frequentemente trabalha com diferencial de vários bar, e uma perda localizada adicional pode representar uma fração pequena do total. Em ventilação o diferencial é da ordem de centenas ou poucos milhares de pascal: uma perda adicional de duzentos pascal em um sistema que exige mil e quinhentos consome uma fatia grande da capacidade.

A recomendação prática mais difundida em ventilação é garantir seis diâmetros de trecho reto na entrada e três na saída. O número é uma referência de projeto, não uma norma universal, e vários fabricantes publicam valores específicos para seus modelos.

Observe o que essa regra custa. Ela custa espaço no arranjo, e espaço custa dinheiro em obra. O que ela não custa é equipamento, porque não há componente a comprar nem acessório a especificar, é puramente uma decisão de layout. E, apesar disso, é a diferença mais comum entre o ventilador que entrega a curva e o que não entrega. Na prática o trecho reto é a primeira coisa sacrificada quando o espaço aperta, justamente porque a ausência dele não aparece em lista de materiais.

Entre os acessórios que mais afetam o resultado estão o bocal de entrada e o cone de saída, ambos baratos e ambos frequentemente omitidos. Na admissão sem duto, com o ar entrando diretamente do ambiente, a boca de entrada em forma de sino elimina a vena contracta, que é o afunelamento das linhas de corrente quando um fluxo amplo é obrigado a entrar em uma seção menor, o mesmo fenômeno descrito em placa de orifício. O descolamento na borda viva da carcaça cria uma região junto à parede que simplesmente não participa do escoamento.

Note a consequência. A área geométrica da entrada existe, está lá, foi paga, e parte dela não trabalha: o ventilador se comporta como se tivesse uma boca menor do que tem, e o descolamento ainda gera ruído. O bocal empurra esse efeito para fora da seção útil e permite que o duto trabalhe cheio, sendo um componente simples, sem partes móveis e sem manutenção.

Na saída o raciocínio é outro e igualmente proveitoso. O cone difusor converte pressão dinâmica em pressão estática, aproveitando a velocidade de descarga, que é alta especialmente em máquinas axiais. Recuperando pressão estática a partir de energia cinética que seria perdida, o sistema exige menos do ventilador para entregar a mesma pressão estática útil, e a potência de eixo cai. A regra geométrica sugerida é divergência de até 15 graus no cone de saída e convergência de até 30 graus no cone de entrada, porque ângulos maiores provocam descolamento dentro do próprio acessório e anulam o ganho.

Isso depende de tratar a instalação como parte da especificação, e não como etapa posterior a ela. Um ventilador corretamente selecionado em uma instalação ruim entrega menos que um ventilador modesto em uma instalação bem feita, e nenhum catálogo avisa sobre isso, porque o catálogo descreve a máquina, não o arranjo.

Esse recorte faz parte de uma das aulas da pós-graduação em Engenharia de Movimentação de Fluidos e Equipamentos Industriais. Conheça em engenhariaecia.com/pos.