Torre de água - Water tower
Uma torre de água é um edifício elevado que suporta um tanque de água construído a uma altura suficiente para pressurizar um sistema de distribuição de água potável e fornecer armazenamento de emergência para proteção contra incêndio. As torres de água geralmente operam em conjunto com reservatórios subterrâneos ou de superfície , que armazenam água tratada perto de onde será usada. Outros tipos de torres de água só podem armazenar água bruta (não potável) para proteção contra incêndio ou para fins industriais e podem não estar necessariamente conectadas a um abastecimento público de água.
As torres de água são capazes de fornecer água mesmo durante cortes de energia , porque dependem da pressão hidrostática produzida pela elevação da água (devido à gravidade ) para empurrar a água para os sistemas de distribuição de água domésticos e industriais; no entanto, eles não podem fornecer água por muito tempo sem energia, porque uma bomba normalmente é necessária para reabastecer a torre. Uma torre de água também serve como reservatório para ajudar nas necessidades de água durante os horários de pico de uso. O nível da água na torre normalmente cai durante as horas de pico de uso do dia e, em seguida, uma bomba enche-a novamente durante a noite. Esse processo também evita que a água congele em climas frios, pois a torre é constantemente drenada e reabastecida.
História
Embora o uso de tanques elevados de armazenamento de água tenha existido desde os tempos antigos em várias formas, o uso moderno de torres de água para sistemas públicos de água pressurizados desenvolveu-se em meados do século 19, à medida que o bombeamento de vapor se tornou mais comum e melhores canos que poderiam lidar com foram desenvolvidas pressões mais altas. No Reino Unido, os tubos verticais consistiam em tubos altos e expostos em forma de N, usados para alívio de pressão e para fornecer uma elevação fixa para motores de bombeamento movidos a vapor que tendiam a produzir um fluxo pulsante, enquanto o sistema de distribuição de água pressurizada exigia pressão constante . Tubos verticais também forneciam um local fixo conveniente para medir as taxas de fluxo. Os projetistas normalmente envolvem os tubos riser em alvenaria decorativa ou estruturas de madeira. No final do século 19, os canos verticais passaram a incluir tanques de armazenamento para atender às demandas cada vez maiores das cidades em crescimento.
Muitas torres de água antigas são agora consideradas historicamente significativas e foram incluídas em várias listas de patrimônio ao redor do mundo. Alguns são convertidos em apartamentos ou coberturas exclusivas . Em certas áreas, como a cidade de Nova York nos Estados Unidos, torres menores de água são construídas para edifícios individuais. Na Califórnia e em alguns outros estados, torres de água domésticas fechadas por tapumes ( tanques ) já foram construídas ( 1850-1930 ) para abastecer casas individuais; moinhos de vento bombeavam água de poços cavados à mão para o tanque em Nova York.
As torres de água foram usadas para fornecer paradas de água para locomotivas a vapor em linhas ferroviárias. As primeiras locomotivas a vapor exigiam paradas de água a cada 7 a 10 milhas (11 a 16 km).
Design e construção
Uma variedade de materiais pode ser usada para construir uma torre de água típica; aço e concreto armado ou protendido são mais frequentemente usados (com madeira, fibra de vidro ou tijolo também em uso), incorporando um revestimento interno para proteger a água de quaisquer efeitos do material de revestimento. O reservatório da torre pode ser esférico , cilíndrico ou elipsóide , com altura mínima de aproximadamente 6 metros (20 pés) e diâmetro mínimo de 4 m (13 pés). Uma torre de água padrão normalmente tem uma altura de aproximadamente 40 m (130 pés).
A pressurização ocorre por meio da pressão hidrostática da elevação da água; para cada 10,20 centímetros (4,016 pol.) de elevação, ele produz 1 quilopascal (0,145 psi ) de pressão. 30 m (98,43 pés) de elevação produzem cerca de 300 kPa (43,511 psi), que é pressão suficiente para operar e atender à maioria dos requisitos do sistema de distribuição e pressão de água doméstica.
A altura da torre fornece a pressão para o sistema de abastecimento de água, podendo ser complementada com uma bomba . O volume do reservatório e o diâmetro da tubulação fornecem e sustentam a taxa de fluxo. No entanto, depender de uma bomba para fornecer pressão é caro; para acompanhar a demanda variável, a bomba teria que ser dimensionada para atender às demandas de pico. Durante os períodos de baixa demanda, as bombas jockey são usadas para atender a esses requisitos de fluxo de água mais baixos. A torre de água reduz a necessidade de consumo elétrico de bombas cíclicas e, portanto, a necessidade de um sistema de controle de bomba caro, já que esse sistema teria que ser dimensionado o suficiente para fornecer a mesma pressão em altas vazões.
Volumes e taxas de fluxo muito altos são necessários para combater incêndios. Com uma torre de água presente, as bombas podem ser dimensionadas para a demanda média, não para a demanda de pico; a torre de água pode fornecer pressão de água durante o dia e as bombas reabastecem a torre de água quando a demanda é menor.
O uso de redes de sensores sem fio para monitorar os níveis de água dentro da torre permite que os municípios monitorem e controlem as bombas automaticamente sem instalar e manter cabos de dados caros.
Arquitetura
As torres de água podem ser cercadas por coberturas ornamentadas, incluindo alvenaria sofisticada , uma grande treliça coberta de hera ou podem ser simplesmente pintadas. Algumas torres de água da cidade têm o nome da cidade pintado em letras grandes no telhado, como um auxílio à navegação para aviadores e motoristas . Às vezes, a decoração pode ser engraçada. Um exemplo disso são as torres de água construídas lado a lado, rotuladas como QUENTE e FRIO . As cidades dos Estados Unidos que possuem torres de água lado a lado rotuladas como QUENTES e FRIAS incluem Granger, Iowa ; Canton, Kansas ; Pratt, Kansas e St. Clair, Missouri ; Eveleth, Minnesota , uma vez teve duas torres, mas não tem mais.
Muitas pequenas cidades nos Estados Unidos usam suas torres de água para anunciar o turismo local, suas equipes esportivas de colégio local ou outros fatos locais notáveis. Uma torre de água em forma de cogumelo foi construída em Örebro , na Suécia, e contém quase dois milhões de galões de água.
No mundo todo
A imagem à esquerda mostra três abordagens arquitetônicas para incorporar esses tanques no projeto de um edifício. Da esquerda para a direita, uma estrutura de tijolos totalmente fechada e ricamente decorada, uma estrutura simples de tijolos sem teto sem adornos escondendo a maior parte do tanque, mas revelando o topo do tanque, e uma estrutura utilitária simples que não faz nenhum esforço para esconder os tanques ou incorporá-los de outra forma no projeto do edifício.
A tecnologia data pelo menos do século 19, e por muito tempo a cidade de Nova York exigia que todos os edifícios com mais de seis andares fossem equipados com uma torre de água no telhado. Duas empresas em Nova York constroem torres de água, ambas empresas familiares em operação desde o século XIX.
Os construtores de torres de água originais eram fabricantes de barris que expandiram sua arte para atender a uma necessidade moderna conforme os prédios da cidade cresciam em altura. Mesmo hoje, nenhum selante é usado para reter a água. As paredes de madeira da torre de água são mantidas juntas com cabos ou tiras de aço, mas a água vaza pelas fendas quando preenchidas pela primeira vez. Conforme a água satura a madeira, ela incha, as lacunas se fecham e se tornam impermeáveis. As torres de água no telhado armazenam de 25.000 a 50.000 litros (5.500 a 11.000 imp gal; 6.600 a 13.200 galões americanos) de água até que ela seja necessária no prédio abaixo. A parte superior da água é retirada do topo para uso diário, enquanto a água na parte inferior da torre é mantida em reserva para combater o fogo. Quando a água cai abaixo de um certo nível, um interruptor de pressão, interruptor de nível ou válvula flutuante ativará uma bomba ou abrirá uma linha de água pública para reabastecer a torre de água.
Arquitetos e construtores adotaram abordagens variadas para incorporar torres de água no projeto de seus edifícios. Em muitos grandes edifícios comerciais, as torres de água estão completamente escondidas atrás de uma extensão da fachada do edifício. Por razões cosméticas, os prédios de apartamentos geralmente encerram seus tanques em estruturas de telhado, sejam caixas de telhado simples e sem adornos, ou estruturas ricamente decoradas destinadas a aumentar o apelo visual do edifício. Muitos edifícios, no entanto, deixam suas torres de água à vista sobre estruturas de estrutura utilitária.
Torres de água são comuns na Índia , onde o fornecimento de eletricidade é irregular na maioria dos lugares.
Se as bombas falharem (como durante uma queda de energia), a pressão da água será perdida, causando potenciais problemas de saúde pública. Muitos estados dos EUA exigem que um " aviso de água fervente " seja emitido se a pressão da água cair abaixo de 20 libras por polegada quadrada (140 kPa). Este aviso presume que a pressão mais baixa pode permitir que patógenos entrem no sistema.
As torres de água são frequentemente consideradas monumentos da engenharia civil . Alguns foram convertidos para servir a propósitos modernos, como por exemplo, a Wieża Ciśnień ( torre de água de Wrocław ) em Wrocław , Polônia, que hoje é um complexo de restaurantes. Outros foram convertidos para uso residencial.
Historicamente, as ferrovias que usavam locomotivas a vapor exigiam um meio de reabastecer as tendas da locomotiva. Torres de água eram comuns ao longo da ferrovia. As licitações geralmente eram reabastecidas por guindastes d'água , que eram alimentados por uma caixa d'água.
Algumas torres de água também são usadas como torres de observação, e alguns restaurantes, como o Goldbergturm em Sindelfingen , Alemanha, ou a segunda das três Torres Kuwait , no Estado do Kuwait . Também é comum o uso de torres de água como localização de mecanismos de transmissão na faixa de UHF com pequena potência, por exemplo, para serviço de radiodifusão rural fechada, rádio amador ou serviço de telefonia celular .
Em regiões montanhosas, a topografia local pode ser substituída por estruturas para elevar os tanques. Esses tanques muitas vezes nada mais são do que cisternas de concreto em terraços nas encostas das colinas ou montanhas locais, mas funcionam de forma idêntica à tradicional torre de água. Os topos desses tanques podem ser ajardinados ou usados como espaço de parque, se desejado.
Esferas e esferóides
A Chicago Bridge and Iron Company construiu muitas das esferas de água e esferóides encontrados nos Estados Unidos. O site da esfera de água mais alta do mundo descreve a distinção entre uma esfera de água e um esferóide de água assim:
Uma esfera de água é um tipo de torre de água que possui uma grande esfera no topo de seu poste. A esfera se parece com uma bola de golfe sobre um tee ou um pirulito redondo. Uma seção transversal de uma esfera em qualquer direção (leste-oeste, norte-sul ou topo-base) é um círculo perfeito. Um esferóide de água parece uma esfera de água, mas a parte superior é mais larga do que alta. Um esferóide se parece com um travesseiro redondo que é um pouco achatado. A seção transversal de um esferóide em duas direções (leste-oeste ou norte-sul) é uma elipse, mas em apenas uma direção (topo-base) é um círculo perfeito. Ambas as esferas e esferóides são elipsóides de casos especiais: as esferas têm simetria em 3 direções, os esferóides têm simetria em 2 direções. Os elipsóides escalenos têm 3 eixos de comprimento desiguais e três seções transversais desiguais.
A Union Watersphere é uma torre de água encimada por um tanque de água em forma de esfera em Union, New Jersey , e caracterizada como a esfera de água mais alta do mundo .
Um artigo do Star Ledger sugeriu que uma torre de água em Erwin, Carolina do Norte concluída no início de 2012, com 219,75 pés (66,98 m) de altura e com capacidade para 500.000 galões americanos (1.900 m 3 ), havia se tornado a esfera de água mais alta do mundo. No entanto, as fotos da torre de água de Erwin revelaram que a nova torre era um esferóide de água.
A torre de água em Braman, Oklahoma , construída pela Kaw Nation e concluída em 2010, tem 220,6 pés (67,2 m) de altura e pode conter 350.000 galões americanos (1.300 m 3 ). Um pouco mais alto que a Union Watersphere, também é um esferóide.
Outra torre em Oklahoma, construída em 1986 e considerada a "maior torre de água do país" , tem 218 pés (66 m) de altura, pode conter 500.000 galões americanos (1.900 m 3 ) e está localizada em Edmond .
O Earthoid , um tanque perfeitamente esférico localizado em Germantown, Maryland, tem 100 pés (30 m) de altura e comporta 2.000.000 galões americanos (7.600 m 3 ) de água. O nome foi tirado de ser pintado para se assemelhar a um globo do mundo.
O tanque em forma de bola de golfe da torre de água em Gonzales, Califórnia, é sustentado por três pernas tubulares e atinge cerca de 125 pés (38 m) de altura.
O Watertoren (ou Water Towers) em Eindhoven , Holanda, contém três tanques esféricos, cada um com 10 m (33 pés) de diâmetro e capazes de conter 500 metros cúbicos (130.000 galões americanos) de água, em três torres de 43,45 m (142,6 pés). concluído em 1970.
Mais alto
Torre | Ano | País | Cidade | Altura do pináculo | Observações |
---|---|---|---|---|---|
Swisscom-Sendeturm St. Chrischona | 1984 | Suíça | São Cristóvão | 250 m (820 pés) | |
Torres do Kuwait , Torre A | 1979 | Kuwait | Cidade de Kuwait | 187 m (613 pés) | |
Torres do Kuwait , Torre B | 1979 | Kuwait | Cidade de Kuwait | 146 m (479 pés) | |
Torre de TV Waldenburg | 1959 | Alemanha | Waldenburg | 145 m (475 pés) | torre parcialmente estaiada consistindo de torre de água e mastro de antena estaiado ao solo como pináculo, mastro de antena foi desmontado em 2008 |
Torre de água Mechelen-Zuid | 1978 | Bélgica | Mechelen | 143 m (469 pés) | torre combinada de água e telecomunicações |
Ginosa Water Tower | 1915 | Itália | Ginosa | 130 m (426,5 pés) |
Alternativas
As alternativas às torres de água são bombas simples montadas no topo dos canos de água para aumentar a pressão da água. Essa nova abordagem é mais direta, mas também mais sujeita a riscos potenciais para a saúde pública; se as bombas falharem, a perda de pressão da água pode resultar na entrada de contaminantes no sistema de água. A maioria das grandes concessionárias de água não usa essa abordagem, dados os riscos potenciais.
Notável
Austrália
Áustria
- Wolfersberg Water Tower (Torre d'água com antena de transmissão)
Bélgica
Brasil
- Nave Espacial de Varginha em Varghina
Canadá
- Garrafa de leite puro garantida em Montreal , Quebec, Canadá
Croácia
Dinamarca
Alemanha
- Torre de Água de Lüneburg
- Torre de TV Heidelberg (torre de TV com reservatório de água)
- Mannheim Water Tower (construída de 1886 a 1889)
Índia
Itália
- Torre de água de Ginosa , 122 metros (400 pés) de altura
Holanda
- Torre de água de Amsterdamsestraatweg em Utrecht
- Torres de água de Eindhoven em Eindhoven
- Poldertoren em Emmeloord
- Water Tower Simpelveld em Simpelveld
- Water Tower Hellevoetsluis em Hellevoetsluis
Polônia
Eslováquia
Eslovênia
Suécia
- Reservatório de água Vanadislundens (Estocolmo)
Reino Unido
- Torre de água da estação central de Cardiff
- Dock Tower em Grimsby
- Casa nas nuvens em Thorpeness , Suffolk
- Jumbo em Colchester , Essex
- Norton Water Tower em Norton , Cheshire
- Torre de água de Tilehurst em Reading
- Tower Park em Poole , Dorset
- Cranhill , Garthamlock e Drumchapel em Glasgow e Tannochside fora da cidade
Estados Unidos
- Brooks Catsup Bottle Water Tower perto de Collinsville, Illinois
- Chicago Water Tower em Chicago, Illinois
- Torre de água de Florence Y'all em Florence, Kentucky
- Torre Lawson em Scituate, Massachusetts
- Torre de água inclinada em Groom, Texas
- Peachoid próximo à I-85 na orla de Gaffney, Carolina do Sul
- Union Watersphere em Union Township, Nova Jersey
- Volunteer Park Water Tower em Capitol Hill, Seattle, Washington
- Warner Bros. Water Tower em Burbank, Califórnia (na série animada de TV Animaniacs , era usada para encarcerar os personagens Yakko, Wakko e Dot , bem como servir de casa).
- Torre de água de Weehawken em Weehawken, Nova Jersey
- Torre de água de Ypsilanti em Ypsilanti, Michigan (vencedor do concurso de construção mais fálica em 2003)
Tubo vertical
Havia originalmente mais de 400 torres de água verticais nos Estados Unidos, mas muito poucas permanecem hoje, incluindo:
- Belton Standpipe em Belton, Carolina do Sul (também em Allendale e Walterboro)
- Belton Standpipe em Belton, Texas
- Bellevue Standpipe (na verdade, um tanque de água, não uma torre), em Boston, Massachusetts
- Chicago Water Tower , em Chicago, Illinois
- Tubo vertical de Cochituate , em Boston, Massachusetts
- Eden Park Stand Pipe , em Cincinnati
- Evansville Standpipe (uma torre de aço), em Evansville, Wisconsin
- Estação hidráulica de Fall River , em Fall River, Massachusetts
- Forbes Hill Standpipe , em Quincy, Massachusetts
- Louisville Water Tower , em Louisville, Kentucky
- North Point Water Tower , em Milwaukee, Wisconsin
- Reading Standpipe (demolido em 1999 e substituído por uma moderna torre de aço), em Reading, Massachusetts
- St. Louis, Missouri, tem três torres de água verticais que estão no Registro Nacional de Locais Históricos .
- Torre Bissell (também conhecida como Torre Vermelha)
- Compton Hill Tower
- Grand Avenue Water Tower
- Thomas Hill Standpipe , em Bangor, Maine
- Ypsilanti Water Tower , em Ypsilanti, Michigan
- Torre de Água de Bremen , em Bremen, Indiana
Galeria
Torre de água em Rybnik , Polônia
Torre de água em Viljandi , Estônia
A Warner Bros. Torre de água em Burbank, Califórnia .
Veja também
- Estrutura arquitetônica
- Lista de tipos de estrutura não construtiva
- Marco aquático americano e canadense
- Tanques Caldwell
- Suporte de gás , uma estrutura de armazenamento de utilidade semelhante
- Estrutura hiperbolóide
- Pittsburgh-Des Moines Steel Co.
- Hidroeletricidade de armazenamento bombeado
- Tanque de água