Tipos de tanques de água: opções de aço inoxidável, industriais e seccionais

Tipos de tanques de água: uma visão geral

Os tanques de água são usados em ambientes residenciais, comerciais e industriais para armazenar água potável, água de processo, água da chuva, reservas de combate a incêndio e fluidos industriais. O tipo de tanque certo para uma determinada aplicação é determinado pelos requisitos de capacidade, padrões de qualidade da água, restrições de instalação, cargas estruturais e vida útil esperada. Nenhum material ou configuração se adequa a todos os cenários – compreender as opções disponíveis é o ponto de partida para qualquer especificação de tanque.

As principais categouias em uso atualmente são:

• Tanques de aço inoxidável — soldados ou formados a partir de chapas de aço inoxidável austenítico, utilizados tanto em contextos domésticos como industriais de qualidade alimentar, onde a higiene e a resistência à corrosão são os requisitos principais.
• Tanques de aço industriais — vasos de aço carbono ou aço revestido projetados para armazenamento de grande capacidade de água de processo, produtos químicos, combustível ou reservas de fogo em ambientes industriais pesados.
• Tanques de água seccionais — sistemas modulares baseados em painéis montados no local a partir de seções pré-formadas, oferecendo dimensionamento flexível e capacidade de instalação em locais inacessíveis a embarcações pré-fabricadas.
• Tanques de GRP/fibra de vidro — recipientes de plástico reforçado com vidro que são leves, à prova de corrosão e amplamente utilizados em aplicações em telhados e cisternas subterrâneas.
• Tanques de HDPE e polietileno — tanques de plástico moldados rotativamente adequados para armazenamento doméstico, agrícola e de produtos químicos em menor escala, onde o custo e a facilidade de instalação têm prioridade sobre a rigidez estrutural.
• Tanques de concreto — cisternas fundidas ou pré-moldadas em concreto armado utilizadas em instalações subterrâneas ou semienterradas onde são necessárias grande capacidade e permanência.

As seções abaixo concentram-se nas três categorias baseadas em aço – tanques de aço inoxidável para uso doméstico, tanques de aço industriais e tanques de água seccionais – que coletivamente representam a maior parte da capacidade instalada de armazenamento de água em aplicações comerciais e industriais pesadas em todo o mundo.

Tanque de água de aço inoxidável para uso doméstico

Um tanque de água de aço inoxidável para uso doméstico é a atualização mais específica das cisternas de plástico padrão em mercados onde a qualidade da água potável, a longevidade e o armazenamento higiênico são prioridades. As propriedades do material abordam as principais limitações dos tanques de polietileno: degradação UV, crescimento de algas promovido pela transmissão de luz, lixiviação de sabor e odor do plástico e vida útil estrutural relativamente curta.

Qualidade do material e segurança alimentar

Os tanques de água domésticos de aço inoxidável são fabricados a partir de Série 304 (18/8) or Série 316 (18/10/2) aço inoxidável austenítico. O grau 304 é padrão para a maioria das aplicações de água potável — sua composição de cromo-níquel forma uma camada de óxido passivo que resiste à corrosão em água limpa e é totalmente compatível com os regulamentos de contato com alimentos, incluindo NSF/ANSI 61 e a Diretiva Europeia de Água Potável. O grau 316, que adiciona molibdênio, é especificado onde a água armazenada tem elevado teor de cloreto (áreas costeiras, água descalcificada com alta regeneração de sal) ou onde o tanque é usado para processamento de alimentos ou laticínios.

O acabamento da superfície interna é tão importante quanto o tipo da liga. Um interior 2B (acabamento fresado) ou eletropolido minimiza a rugosidade da superfície, reduzindo locais para fixação de biofilme e facilitando a limpeza periódica com desinfetantes padrão de qualidade alimentar.

Construção e Dimensionamento

Os tanques de água residenciais de aço inoxidável estão normalmente disponíveis de 500 litros a 10.000 litros em configurações cilíndricas ou retangulares. Os tanques cilíndricos distribuem a pressão hidrostática de forma mais eficiente para uma determinada espessura de parede e são o padrão para instalações suspensas e em telhados. Os tanques retangulares são mais fáceis de caber em salas de fábrica confinadas, porões ou espaços subterrâneos onde a área útil é limitada.

Os principais detalhes de construção a serem verificados ao selecionar um tanque doméstico incluem:

• Espessura da parede: Mínimo de 1,2–1,5 mm para tanques de até 2.000 litros; bitola mais pesada (2,0 mm ou superior) para embarcações maiores ou instalações elevadas sujeitas a vibração.
• Qualidade da solda: Soldas TIG de penetração total em todas as costuras, retificadas internamente, lisas e passivadas após a soldagem para restaurar a camada passiva rompida pela entrada de calor.
• Opção de isolamento: O revestimento externo isolado com espuma de poliuretano reduz o ganho térmico em climas quentes, limitando a proliferação bacteriana causada pela temperatura na água armazenada.
• Maneira de acesso: Uma porta de acesso selada e bloqueável permite a inspeção e limpeza do interior sem desmontar as conexões de entrada ou saída.

A vida útil de um tanque doméstico de aço inoxidável devidamente instalado e mantido excede 25–30 anos na maioria das condições de qualidade da água — cerca de três a quatro vezes a vida útil prática de um tanque de polietileno comparável no mesmo ambiente.

Tanque de aço industrial: projeto, revestimentos e aplicações

Um tanque de aço industrial é um vaso de pressão de aço carbono ou liga de aço projetado especificamente ou um tanque de armazenamento atmosférico projetado para armazenamento de grande volume em contextos de fabricação, serviços públicos, petróleo e gás, proteção contra incêndio e tratamento de água. As capacidades variam de alguns milhares de litros para tanques tampão de processo até vários milhões de litros para torres de água municipais e armazenamento em campos de petróleo bruto.

Padrões de projeto

Os tanques industriais de aço para armazenamento de água são projetados e fabricados sob padrões reconhecidos que regem a seleção de materiais, inspeção de solda, cálculo de espessura de casca e requisitos de teste. As estruturas mais amplamente aplicadas incluem:

• API 650 — o padrão predominante para grandes tanques de armazenamento de aço soldados acima do solo, usados no armazenamento de água, óleo e produtos químicos em todo o mundo.
• AWWA D100 — o padrão da American Water Works Association que rege especificamente tanques soldados de aço carbono para serviços de abastecimento de água.
• EN 14015 — o equivalente europeu da API 650, abrangendo tanques de aço cilíndricos verticais de fundo plano construídos no local para o armazenamento de líquidos à temperatura ambiente.

Revestimentos Internos e Externos

O aço carbono corrói em contato com a água sem revestimentos protetores, tornando o sistema de revestimento o principal determinante da vida útil e do intervalo de manutenção. As estratégias de revestimento padrão incluem:

• Forro epóxi: O epóxi isento de solvente de duas ou três camadas aplicado em superfícies internas limpas por jateamento fornece uma barreira contínua contra a corrosão e é certificado pela NSF 61 para contato com água potável. O intervalo de repintura esperado é de 10 a 15 anos com preparação adequada da superfície.
• Galvanização por imersão a quente: A galvanização por imersão total de painéis ou componentes pré-fabricados fornece proteção contra corrosão de ligas de zinco-ferro; adequado para tanques menores e sistemas seccionais, em vez de grandes vasos soldados no local.
• Proteção catódica do ânodo sacrificial: Ânodos de magnésio ou zinco instalados dentro do tanque complementam o sistema de revestimento, corroendo sacrificialmente para proteger o substrato de aço em quaisquer áreas de descontinuidade ou férias do revestimento.
• Acabamento externo de poliuretano ou alquídico: Aplicado sobre um primer rico em zinco para proteger o exterior da corrosão atmosférica, exposição aos raios UV e contaminação industrial.

Aplicações de supressão de incêndio e água de processo

Os tanques industriais de aço são a solução padrão de armazenamento para reservas de supressão de incêndio em conformidade com a NFPA 22 (EUA) ou BS EN 1825 (Europa), onde a integridade estrutural, capacidade definida e resistência a danos durante um evento de incêndio devem ser garantidas. Nas indústrias de processo, os tanques atmosféricos de aço servem como armazenamento tampão para água de resfriamento, água de alimentação de caldeiras, retorno de condensado e sistemas de dosagem de produtos químicos – aplicações onde a relação volume/custo do aço carbono é decisiva sobre o desempenho de corrosão de alternativas inoxidáveis.

Tanques de água seccionais : Design modular e vantagens de instalação

Os tanques seccionais de água são montados no local a partir de painéis planos ou formados pré-fabricados, aparafusados com juntas seladas, em vez de serem entregues como um recipiente completo soldado. Esta abordagem modular resolve a restrição de acesso que elimina tanques convencionais de muitos locais de instalação do mundo real: salas de fábrica, coberturas de telhados, câmaras de cisternas no subsolo e edifícios onde portas, escadas e aberturas estruturais são muito pequenas para admitir um tanque pré-fabricado com o volume necessário.

Materiais do painel

Os painéis seccionais de tanques de água são fabricados em três materiais principais, cada um com características de desempenho distintas:

Flexibilidade e capacidade de dimensionamento

Módulos de painel padrão — normalmente 1.000 mm × 1.000 mm ou 500 mm × 500 mm no setor GRP — são combinados em qualquer configuração de comprimento, largura e altura para atingir o volume exato de armazenamento necessário. Isso significa que um tanque seccional pode ser especificado para se ajustar à área e ao pé-direito precisos do espaço disponível na sala da fábrica, em vez de exigir que o espaço seja projetado em torno de um recipiente de tamanho fixo. Capacidades de menos de 1.000 litros até bem mais 500.000 litros são alcançáveis ​​dentro de um único conjunto de tanque seccional.

Considerações sobre instalação e manutenção

Como os tanques seccionais são montados no local, eles também podem ser desmontados e reconfigurados se os requisitos de capacidade mudarem — uma flexibilidade que um recipiente soldado não pode oferecer. Os painéis são transportados através de portas padrão e montados aparafusando-se a uma estrutura interna de suporte de aço, com juntas seladas com EPDM de qualidade alimentar ou gaxetas de neoprene que são substituíveis sem drenar todo o tanque se seções individuais forem isoladas.

Os requisitos de manutenção concentram-se na inspeção das condições das juntas, no monitoramento da corrosão da estrutura (para sistemas com estrutura de aço) e na limpeza da superfície interna. Os tanques seccionais de PRFV devem ser inspecionados quanto a delaminação ou fissuras nas superfícies dos painéis a cada 3–5 anos; tanques seccionais de aço inoxidável requerem apenas higienização interna periódica sob condições normais de serviço de água potável.