Tipos de sistema de hidrantes e mangotinhos: vazão e pressão mínimas (NBR 13714)

O tipo de sistema é o que liga a classificação da edificação ao cálculo hidráulico. Ele fixa o diâmetro da mangueira e do esguicho, a vazão mínima de cada ponto, a pressão mínima no ponto mais desfavorável e quantos pontos funcionam ao mesmo tempo. A partir dele saem a vazão de projeto da bomba, a perda de carga da rede e a reserva de incêndio.

O que a NBR 13714 pede

A norma define três tipos de sistema na tabela 1 (item 5.1): mangotinhos (tipo 1) e hidrantes (tipos 2 e 3).

Os 80 L/min do tipo 1 valem para o grupo A (residencial, item D.2) e os 100 L/min para os grupos B, D, E, H e as divisões F-1 a F-5 (item D.3); o grupo C e as divisões F-6 a F-8 vão para o tipo 2 (item D.4), assim como o grupo G e as divisões I-1 e I-2; a divisão I-3 (alto risco) vai para o tipo 3 (tabela D.1). Além da tabela, a norma manda:

• dimensionar qualquer tipo de sistema com os dois jatos hidraulicamente mais desfavoráveis funcionando ao mesmo tempo, cada um com no mínimo a vazão da tabela 1 (item 5.3.3); o ponto mais desfavorável é o de menor pressão dinâmica no esguicho (5.3.4);
• obter as vazões da tabela na ponta do esguicho acoplado à mangueira (5.1.4), com esguicho regulável na posição de maior vazão no tipo 1 e jato compacto de 16 mm e 25 mm nos tipos 2 e 3 (5.1.2); a norma não tabela pressão mínima, e sim exige o alcance do jato compacto de pelo menos 8 m (4.4.1);
• não deixar a pressão dinâmica na entrada de nenhum esguicho passar do dobro da do esguicho mais desfavorável (5.3.6), e, como recomendação, manter a pressão máxima de trabalho em 1 000 kPa (5.3.7);
• limitar a velocidade da água nas tubulações a 5 m/s (5.3.10) e na sucção das bombas a 4 m/s (5.3.9);
• usar tubulação de no mínimo DN 65 (4.3.1; DN 50 só no tipo 1, com desempenho comprovado, 4.3.2) e válvulas angulares DN 65 nos hidrantes (4.8.1; DN 40 admitido com mangueira de 40 mm, 4.8.2);
• prever dispositivo de recalque para o Corpo de Bombeiros em todo sistema, de DN 50 a DN 100, no passeio ou na fachada (4.2).

Os tipos das Instruções Técnicas estaduais

Cada Corpo de Bombeiros detalha a norma na sua Instrução Técnica, e é a IT que vale na aprovação. A tabela 2 da IT-22 de São Paulo divide os sistemas em cinco tipos (item 5.1.1: tipo 1 mangotinho, tipos 2 a 5 hidrantes); é esta a tabela que o UnMEP Ignis usa para São Paulo e, com os mesmos números, para Alagoas, Amazonas, Amapá, Maranhão e Piauí:

A vazão e a pressão da tabela 2 são medidas na saída da válvula do hidrante mais desfavorável (itens 5.6.1.2 e 5.8.4), e a nota da tabela explica que as vazões são as que fazem o esguicho regulável trabalhar com jato pleno ou neblina de 30°, com o alcance mínimo de 10 m do item 5.8.2. O tipo 4 tem duas variantes: mangueira de 40 mm com 65 mca ou mangueira de 65 mm com 30 mca, as duas com 300 L/min; o Ignis traz a primeira. A IT-22 repete a regra dos dois jatos mais desfavoráveis em uso (5.8.3) e os 5 m/s (5.8.13), e limita a pressão máxima de trabalho nos esguichos a 100 mca (5.8.9).

A diferença que mais pesa no cálculo entre os estados é onde a pressão mínima é exigida:

• na válvula do hidrante (SP, AL, AM, AP, MA, PI) ou no hidrante (AC, CE, ES, GO, MG, MS, PA, PB, RO, RR, RS, TO): a pressão mínima já embute a mangueira e o esguicho, e o cálculo da rede começa no hidrante;
• na ponta do esguicho (BA, DF, MT, PE, PR, RJ, RN, SC): a pressão mínima é menor (10 a 30 mca), mas o cálculo precisa somar a perda de carga da mangueira e do esguicho antes de chegar ao hidrante. Veja Mangueiras e esguichos.

Alguns exemplos de variação, conforme as tabelas que o Ignis reproduz: na Bahia o tipo 2 pede 125 L/min e 15 mca na ponta do esguicho; no Paraná todos os tipos pedem 10 mca na ponta, com variantes de mangueira de 30 m e 60 m; em Minas Gerais e no Espírito Santo os tipos usam esguichos de jato compacto de 13, 16, 19 e 25 mm, com vazões de 100 a 650 L/min.

Vazão de projeto

Com os dois pontos mais desfavoráveis em uso, a vazão que a bomba e a reserva precisam atender é, no mínimo, a soma das vazões dos dois:

$$Q_{proj} \geq 2 \, Q_{min}$$

Na prática, o segundo hidrante fica mais perto da bomba que o primeiro e recebe mais pressão do que a mínima; pela lei do esguicho ($Q = K\sqrt{P}$) ele joga um pouco mais de água, e a vazão de projeto fica um pouco acima de $2\,Q_{min}$. O cálculo exato está em Dimensionamento hidráulico.

Exemplo resolvido

Continuando o edifício de escritórios: São Paulo, D-1 com 700 MJ/m², 2 000 m², sistema tipo 3.

Parâmetros do tipo 3 em São Paulo

Esguicho regulável e mangueira DN 40, lance de 30 m, vazão mínima 200 L/min por hidrante, pressão mínima de 40 mca na válvula do hidrante mais desfavorável (tabela 2 da IT-22).

Vazão de projeto

Dois hidrantes em uso:

$$\boldsymbol{Q_{proj} \geq n \, Q_{min}}$$$$Q_{proj} \geq 2 \times 200 = 400 \text{ L/min}$$

ou 6,67 L/s, ou 24 m³/h. Esse é o piso da vazão da bomba; o valor final, com o segundo hidrante jogando um pouco mais, sai no dimensionamento da rede (408 L/min).

Como o UnMEP Ignis calcula

1. A aba Hidrantes mostra em Tipos do Sistema a Classificação do Hidrante que veio das Definições de Projeto, no formato Tipo 2 - RTI 8 m³, com a lista completa do estado para trocar à mão. Ao lado, Vazão do Hidrante (L/min, só leitura) e P. Mínima do Esguicho (mca). O campo de pressão só é editável em Santa Catarina e Tocantins (em TO é obrigatório).
2. O botão fx (Editar parâmetros de cálculo do tipo do sistema) abre Parâmetros de Cálculo do Tipo do Sistema com os seis parâmetros do tipo: ØDN do Esguicho regulável (mm), ØDN da Mangueira (mm), Coeficiente do Esguicho (0,15 em todos os tipos), Comprimento da Mangueira (m), Vazão Mínima do Hidrante (L/min) e Pressão Mínima no Esguicho (mca). É por aqui que se adota a variante de 60 m de mangueira ou se corrige a pressão nos estados que vêm com 0 mca (ES e MG).
3. Cada tipo guarda ainda o local de análise (válvula do hidrante, hidrante ou ponta do esguicho), que decide se o trecho da mangueira e do esguicho entra no cálculo. Esse dado não aparece na tela: segue a tabela do estado.
4. Ao calcular, o Ignis grava a vazão mínima do tipo no parâmetro UnMEP: Vazão de cada hidrante (famílias com UnMEP: Código da Família INC021 ou INC022) e lê a vazão resultante dos tubos do Revit. A vazão das motobombas (INC002 a INC020) começa em $2\,Q_{min}$ dividida pelo número de bombas em paralelo do sistema e é atualizada com a vazão equilibrada no fim.
5. O número de hidrantes simultâneos é dois (o crítico e o impactante). No modo manual (interruptor com o capacete) você escolhe de 2 a 4 hidrantes no modelo, e os extras entram no equilíbrio da rede.

Passo a passo no plugin: Como ajustar os parâmetros do tipo do sistema e a pressão do esguicho?, Como dimensionar os hidrantes? e Entenda: a classificação quanto à altura e os estados atendidos.

Perguntas frequentes

Hidrante ou mangotinho? Mangotinho é o sistema tipo 1: ponto de tomada de água com válvula de abertura rápida, mangueira semirrígida (DN 25 ou 32 na NBR 13714, DN 25 na IT-22) e esguicho regulável (NBR 13714, item 3.12), para ocupações de baixo risco. Hidrante (tipos 2 em diante) é o ponto com válvula angular, mangueira de incêndio de DN 40 ou 65 e esguicho maior, com mais vazão (item 3.8).

Quantos hidrantes funcionam ao mesmo tempo no cálculo? Dois: o hidraulicamente mais desfavorável e o segundo mais desfavorável, com a vazão mínima do tipo em cada um (NBR 13714, item 5.3.3; IT-22, item 5.8.3). A reserva e a bomba são dimensionadas para os dois juntos.

Qual é a pressão mínima no hidrante? Depende do tipo e do estado. Em São Paulo o tipo 2 pede 30 mca na válvula do hidrante (tabela 2 da IT-22); no Paraná o mesmo tipo pede 10 mca na ponta do esguicho, que viram perto de 16 mca no hidrante depois de somar mangueira e esguicho.

Fontes

• ABNT NBR 13714:2000, Sistemas de hidrantes e de mangotinhos para combate a incêndio (tabela 1, tipos de sistema; itens 5.1, 5.3.3 a 5.3.10, 4.2 a 4.4 e 4.8; anexo D, aplicabilidade).
• CBPMESP, Instrução Técnica nº 22/2019, Sistemas de hidrantes e de mangotinhos para combate a incêndio (tabela 2, tipos, vazões e pressões; itens 5.6.1, 5.8.2 a 5.8.4, 5.8.9 e 5.8.13).
• Instruções Técnicas dos Corpos de Bombeiros da Bahia, do Paraná, de Minas Gerais e do Espírito Santo (tabelas de tipos reproduzidas no UnMEP Ignis).
• Brentano, T. Instalações hidráulicas de combate a incêndios nas edificações. EDIPUCRS, 4ª ed., 2011.