Todo cotovelo da sua tubulação tem um preço, pago em energia. Qualquer coisa que perturbe o escoamento gera o que chamamos de perda de carga localizada: cotovelo, válvula, tê, redução, entrada de reservatório, trocador de calor. Alguns autores chamam de perda singular, pontual ou acidental. É tudo a mesma coisa, a perda que acontece num ponto, e não ao longo do comprimento.

O primeiro método clássico é o do coeficiente de perda localizada, o KS. Cada componente tem um coeficiente tabelado em manuais: uma entrada com borda viva vale 0,5, uma entrada arredondada vale 0,05, e válvulas e curvas têm cada uma o seu valor. A conta é direta: a perda localizada é o somatório dos KS multiplicado pela energia cinética na forma de altura, a velocidade ao quadrado dividida por 2g. E há um atalho operacional: se a velocidade é a mesma, ou seja, o diâmetro não muda, não é preciso calcular componente por componente. Um KS de 2, outro de 20 e outro de 3 viram 25, multiplica-se pela energia cinética e a parcela está pronta. A grande vantagem é que o KS é adimensional e vale para qualquer diâmetro.

O segundo método converte cada componente em metros de tubulação reta. Quando o catálogo diz que um cotovelo tem comprimento equivalente de 10 metros, significa que ele gera a mesma perda que 10 metros de tubo daquele diâmetro. Soma-se o comprimento equivalente de todos os componentes ao comprimento real e aplica-se Darcy-Weisbach de uma vez só. É o formato típico dos catálogos de PVC hidráulico. O detalhe é que, para o mesmo componente, o comprimento equivalente muda a cada diâmetro, e é por isso que o método KS costuma dar menos trabalho.

Na prática, o projeto real mistura os dois métodos e ainda um terceiro caso: componentes cuja perda o fabricante informa por diferencial de pressão. O exemplo clássico é o trocador de calor de placas, que costuma vir especificado com 1 bar de perda: se a pressão na entrada é 10, na saída é 9. O filtro é outro, na casa de meio bar. Como entra na conta? Convertendo o diferencial de pressão para metros de coluna do líquido e somando às demais perdas. É por isso que um bom software de dimensionamento tem uma aba de pressões diferenciais, onde se lista componente, valor, unidade e quantidade.

Com os métodos entendidos, o roteiro fica assim: calcular a velocidade média em cada trecho a partir da vazão e do diâmetro, calcular o número de Reynolds e o fator de atrito, calcular a perda distribuída, calcular a perda localizada, somar as duas, aplicar a equação da energia para chegar ao HB, e então calcular potência e NPSH.

Nenhuma etapa é do outro mundo. O trabalho de verdade está antes da conta: levantar diâmetros, comprimentos, componentes e coeficientes da instalação real, principalmente quando há diâmetros diferentes na sucção e no recalque. Circula nas redes o dimensionamento de bomba resolvido em uma página. A conta até cabe numa página; o levantamento que a alimenta, não. Desconfie de simplificação que esconde exatamente a etapa trabalhosa. Na pós, isso faz parte do método Visão Integrada de Planta. Conheça em engenhariaecia.com/pos.