Escolher a melhor bomba para uma Estação de Tratamento de Água (ETA) ou de Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) não é tarefa simples. É preciso conhecimento da estação para a qual a bomba será utilizada e muita informação sobre as especificidades de cada equipamento.
"Quanto melhor a qualidade das especificações técnicas geradas pelos usuários dos equipamentos, melhores serão as ofertas dos fornecedores", segundo Roberto Facury Brasil, gerente de engenharia da Xylem.
Roberto afirma que mesmo as bombas tendo nomenclaturas e características similares em seu desenvolvimento, têm particularidades e detalhes construtivos específicos para cada tipo de aplicação. Por isto defende.
"O comprador deve ter certeza de que o equipamento ofertado atende as especificações técnicas, no que diz respeito às características construtivas, operacionais e de desempenho dos produtos ofertados".
Francisco Dias, engenheiro da divisão de Água e Meio Ambiente da KSB Brasil Ltda, enfatiza que a eficiência da bomba e a sua confiabilidade dentro do processo são os principais pontos a serem levados em consideração.
Já o engenheiro Rafael Soletti Mendes, da Franklin Electric Indústria de Motobombas S.A, defende que é necessário pensar em algumas variáveis. "A vazão na passagem de sólidos versus a pressão necessária para o funcionamento do sistema, características construtivas da bomba, (principalmente o rotor), o sistema de vedação da bomba, a qualidade e durabilidade dela, além do custo de compra versus o custo de manutenção da bomba".
Em colaboração, Roberto Facury Brasil, da Xylem, explica o processo de tratamento de efluentes em uma ETE, que é dividido em três grandes etapas: Tratamento primário, que consiste na remoção dos sólidos suspensos por meio de gradeamento mecânico, desarenador, decantador primário e decantador secundário. Tratamento secundário, que consiste no tratamento biológico dos efluentes por meio de aeração difusa prolongada, ou por lagoas anaeróbias seguidas de lagoas facultativas, ou ainda os processo de tratamento por filtração através de membranas submersas (MBR). Tratamento terciário, que consiste na desinfecção do efluente para descarte final no corpo receptor. Os meios mais comuns de tratamento terciário são a desinfecção por adição de cloro, ou a desativação dos patógenos por meio de luz ultra-violeta.
Segundo o engenheiro, as duas únicas formas de circular o fluido entre os equipamentos de tratamento dentro de uma estação, são: a gravidade, possível de ser utilizada quando o relevo do terreno e o projeto da planta permitem, ou por bombeamento. Ele defende, portanto, que "a bomba é o coração do sistema de tratamento, fazendo o fluido circular por toda a planta".
Francisco Dias, engenheiro da divisão de água e meio ambiente, da KSB Brasil, acrescenta que na fase líquida, onde as bombas atuam, existem: o sistema de gradeamento, quando o esgoto passa por grades para retirar a sujeita (papel, plástico, tampinha, etc); a caixa de areia, ou seja, para sua retirada, e o decantador primário – onde ocorre a sedimentação de partículas pesadas; os tanques de aeração, quando o material orgânico presente ao meio é transformado em um lodo por meio dos microrganismos; e por último, o decantador secundário, quando o sólido restante vai para o fundo e a parte líquida já está 90% sem impurezas. Esta água, não apta ao consumo humano, geralmente é reaproveitada para limpeza de ruas, praças ou pode ser devolvida ao rio.

Tipos de bombas
Dentro de uma ETE ou ETA, é possível encontrar diversos tipos de bombas dentro das estações de tratamento, mas a maioria delas é do tipo centrífuga, aquela que através de impulsores, transfere energia centrífuga para o fluido, gerando uma pressão de sucção que produz o fluxo de bombeamento a altas velocidades.
As bombas hidráulicas podem ser divididas em dois grandes grupos. "As bombas do tipo centrífuga são máquinas que utilizam a força centrífuga gerada pela rotação do motor para transferir energia ao fluido a ser bombeado. As bombas de deslocamento positivo, ou bombas volumétricas, são equipamentos que após um ciclo do seu mecanismo de compressão deslocam um volume fixo do produto bombeado, independente do nível de pressão na sua descarga", segundo Roberto, da Xylem.
Francisco Dias, da KSB Brasil Ltds, acrescenta que as bombas centrífugas são o tipo mais encontrado no mercado. Ele acrescenta que existem as bombas de cavidade progressiva e de lóbulos, que são equipamentos utilizados para líquidos com consistência pastosa, além de bombas dosadoras que, como o próprio nome diz, servem para fazer a dosagem de produtos em processos.
Para Rafael Soletti Mendes, da Franklin Electric Indústria de Motobombas S.A, "existem muitas similaridades entre as bombas submersíveis para ETE e ETA, principalmente quando comparamos bombas de mesma faixa de vazão, pressão e potência; a principal diferença vem das aplicações normalmente a ETE possui características mais agressivas no que se refere a passagem de sólidos pelas bombas evitando seu entupimento; no caso da ETA normalmente existe a presença de areia ou pequenos partículas abrasivos".
O engenheiro Roberto, da Xylem, enfatiza que, "se tratando apenas das centrífugas, a principal diferença entre as bombas para água limpa e para os efluentes, está no rotor hidráulico, ou propulsor, como também é chamada a peça que impulsiona o fluido para fora da carcaça da bomba".
Ele lembra que é comum também encontrar bombas do tipo deslocamento positivo nos sistemas de dosagem de químicos e transporte de lodos. Segundo especialistas, neste tipo de bomba, o fluxo não é afetado pelo diferencial de pressão, sendo continuo e sem pulsações. As bombas de deslocamento positivo têm folgas internas bastante apertadas, o que minimiza a quantidade de líquido que circula dentro da bomba (escorregamento ou slip).
Ele também afirma que bombas para trabalhar com fluidos contendo sólidos em suspensão, como é o caso do esgoto nas ETEs, são equipadas com rotores de canal amplo, ou rotores do tipo semi-abertos. Esses rotores tendem a facilitar a passagem dos sólidos, evitando ao máximo o entupimento das bombas.
Já as bombas para água tratada, ou mesmo para água bruta com pouca concentração de sódios de baixa granulometria, normalmente utilizam rotores do tipo fechado.
O rotor, ou impulsor, é a parte giratória principal, que fornece a aceleração centrífuga para o fluido. Eles são classificados em muitas formas. Se for baseado na direção principal do fluxo em relação ao eixo de rotação, pode ser radial, axial ou misto. Se a base para a classificação for o tipo de sucção, o rotor é classificado em simples, quando a entrada do líquido é em apenas um lado, ou dupla-sucção, quando a entrada do líquido é de ambos os lados. Mas se a classificação for baseada na construção mecânica, ele é classificado em fechado, quando há coberturas ou paredes laterais protegendo as palhetas, aberto, quando não há nada para enclausurar as palhetas, ou semiaberto, também chamado de vórtice.
Segundo especialistas, os impulsores fechados necessitam de anéis de desgaste e estes anéis representam problema de manutenção. Impulsores abertos e semiabertos têm menos probabilidade de entupir, mas necessitam ajuste manual da voluta ou placa traseira, para o impulsor alcançar uma fixação adequada e prevenir recirculação interna. Impulsores das bombas de vórtice são bons para sólidos e "materiais viscosos", mas acabam sendo até 50% menos eficientes em projetos convencionais.

Cuidados com as bombas
Rafael Soletti Mendes, da Franklin Electric Indústria de Motobombas S.A defende alguns cuidados. "Utilizar as proteções elétricas adequadas, nunca permitir que a bomba trabalhe a seco, garantir que o diâmetro dos sólidos não passem as especificações do projeto, garantir a proporção 80% de água e 20% de sólidos, além de treinar os operadores de ETA e ETE quanto a limpeza periódica dos sistemas, pois isto influencia muito na vida útil das bombas".
Para Roberto, da Xylem, "tratando-se de bombas do tipo centrífugas, os cuidados são praticamente os mesmos, independente se a bombas estão bombeando fluidos com sólidos em suspensão, ou água limpa. O que pode variar bastante é a frequência de manutenção desses equipamentos. Bombas que trabalham em ambientes agressivos tendem a apresentar problemas de desgaste mais cedo e com maior frequência".
Francisco lembra que devem ser respeitados os limites de projeto do equipamento. Logo, as bombas devem ser selecionadas corretamente para as pressões de cada processo. E acrescenta.
"É necessário verificar também o PH do líquido para a correta seleção do material das bombas. Na parte mecânica, devemos lembrar sempre que as bombas centrífugas não devem servir como ponto de ancoragem de tubulação - o uso de uma junta de expansão sempre é recomendado, assim evitamos cargas nos bocais das bombas que, no futuro, irão comprometer a vida útil do equipamento". E conclui. "Outro ponto imprescindível é fazer em campo o realinhamento do conjunto moto-bomba, evitando assim a quebra do acoplamento ou, em casos mais graves, do eixo em operação".

Inovações
Em setembro do ano passado a Xylem lançou no mercado mundial o primeiro sistema de bombeamento de efluente com inteligência integrada, chamado Conceror. O sistema é composto de uma bomba do tipo centrífuga submersível, com hidráulica de alto rendimento e a prova de entupimentos, um motor elétrico de alta eficiência, eletrônica para controle de rotação e proteções e um software denominado Dirigo. Tudo contido dentro do próprio conjunto motomba.
O equipamento pode ser instalado em qualquer tipo de estação elevatória de efluente bruto, ou pré-tratado, dentro ou fora das ETEs.
O sistema, desenvolvido pela Flyght, empresa líder mundial no segmento e pertencente ao grupo Xylem, garante alta eficiência nos sistemas de recalque de efluentes, com redução de até 70% no consumo de energia elétrica.
Já a Franklin Electric Indústria de Motobombas S.A tem como principal linha de desenvolvimento, a eficiência energética. A empresa investe em equipamentos que garantam desempenho com menos consumo de energia. Segundo Rafael, "as bombas submersíveis são preparadas com rotores que melhoram a qualidade e durabilidade, prolongando a vida útil dos produtos, por um preço justo".
Francisco conta que, na área de ETAs, a KSB Brasil relançou nos últimos anos a linha KSB MegaNorm. "Toda essa linha de bombas foi redesenhada para obter o máximo de eficiência. Já na área de ETEs, as linhas KSB KRT e Sewatec, com vários tipos de rotores e ligas de materiais, permitem atender as diversas demandas do mercado".
Ele conta também que a KSB tem um programa direcionado para eficiência energética, o FluidFuture. Como parte desse programa, o PumpMeter em conjunto com o PumpDrive desempenham um papel importante na otimização de todo o sistema hidráulico, permitindo uma economia considerável de energia.
O PumpMeter identifica o ponto de operação da bomba, que é calculado e projetado em um gráfico. O perfil de carga também é estabelecido usando os dados compilados durante a operação da bomba. Ele ainda permite ao cliente KSB armazenar o perfil de carga da bomba por um período de até 10 anos, visualizar o ponto de operação no local e em tempo real, identificar melhorias no potencial de economia de energia e elaborar um relatório para calcular o tempo de retorno sobre o investimento de uma otimização.
De última geração, o variador de frequência PumpDrive garante o funcionamento da bomba de forma orientada para a obtenção da máxima economia de energia, controlando continuamente a velocidade da bomba conforme a demanda real do sistema, assegurando uma operação confiável. O controle de velocidade permite economizar até 60% de energia e aumenta o tempo em que a bomba está disponível para exercer a sua função, além de reduzir os custos de manutenção.
Ao controlar a vazão da bomba, o PumpDrive é capaz de compensar automaticamente as variações de pressão, calculando as perdas por atrito que variam com a vazão, elevando assim a pressão para coincidir com o valor pré-definido. Esse equipamento da KSB também permite a operação simultânea de até seis bombas ligadas entre si.
Outro lançamento é a KSB Powerhouse, uma solução para a produção de energia descentralizada a partir da força hidráulica por meio de BfT (bombas funcionando como turbinas). Todos os componentes necessários para a construção de uma rede isolada são fornecidos, montados e configurados pela KSB em um contêiner padrão e são fornecidos pré-configurados e completamente montados. Assim, o sistema pode ser colocado em operação rapidamente. A bomba centrífuga de produção standard trabalha operando em sentido inverso, ou seja, recebe a água com uma determinada pressão pelo flange de descarga e sai pelo flange de sucção. A bomba trabalha acoplada a um gerador que produzirá a energia, que será utilizada localmente e o excedente poderá ser transferido à concessionária de energia através da rede de distribuição.

Fique atento
Os principais requisitos para que uma bomba centrífuga tenha um desempenho satisfatório, sem apresentar nenhum problema, são:
• Instalação correta;
• Operação com os devidos cuidados;
• Manutenção adequada.
Mesmo tomando todos os cuidados com a operação e manutenção, os operadores, frequentemente, enfrentam problemas de falhas no sistema de bombeamento. Uma das condições mais comuns que obrigam a substituição de uma bomba no processo é a inabilidade para produzir a vazão ou a carga desejada. Existem muitas outras condições nas quais uma bomba, apesar de não sofrer nenhuma perda de fluxo, ou carga, é considerada defeituosa e deve ser retirada de operação o mais cedo possível.
As causas mais comuns são:
• Problemas de vedação (vazamentos, perda de jato, refrigeração deficiente, etc.);
• Problemas relacionados a partes da bomba ou do motor:
• Perda de lubrificação;
• Refrigeração;
• Contaminação por óleo;
• Ruído anormal, etc;
• Vazamentos na carcaça da bomba;
• Níveis de ruído e vibração muito altos;
• Problemas relacionados ao mecanismo motriz (turbina ou motor);
Qualquer operador que deseje proteger suas bombas de falhas frequentes, além de um bom entendimento do processo, também deverá ter um bom conhecimento da mecânica das bombas. A prevenção efetiva requer a habilidade para observar mudanças no desempenho, com o passar do tempo, e no caso de uma falha, a capacidade para investigar a sua causa e adotar medidas para impedir que o problema volte a acontecer.

Contato das empresas
Franklin Electric: www.franklinwater.com.br
KSB Brasil: www.ksb.com.br
Xylem: www.xyleminc.com