Tipos De Sistemas De Bombeamento E Aplicações Para Ete’S E Eta’S
Por Daiana Cheis
Edição Nº 24 - abril/maio de 2015 - Ano 4
As bombas são partes fundamentais no processo de tratamentos de água e efluentes, e a qualidade do equipamento implica na eficácia do resultado
O tratamento nas ETE’s (estação de tratamento de esgoto) e ETA’s (estação de tratamento de água) é complexo e exige um nível de qualidade elevado no fim dos processos. Para tanto, a qualidade dos equipamentos usados determinam não apenas o resultado como o custo operacional.
Nas companhias de saneamento, tanto em tratamento de água ou efluente, as bombas são o coração dos processos. O transporte, conhecido como bombeamento nas ETA’s e ETE’s exerce uma função fundamental, pois, sem ele, tanto a água, como o esgoto não chegariam à área de tratamento e não chegariam aos destinos determinados.
No caso das ETA´s o bombeamento é parte integrante do processo desde a captação de água bruta em reservatórios, rios ou mananciais até o abastecimento nas residências possibilitando à companhia a entrega da água, visto que a receita vem pela "hidrometragem" e consumo. Na coleta de efluentes, elas são responsáveis por enviar os efluentes gerados nas residências até as ETE’s que nos processos de tratamento exigem manejos em suas rotinas.
Para uma fácil compreensão, em uma estação de tratamento de água, ETA, normalmente, a represa fica em um nível abaixo da estação de tratamento e do reservatório encarregado da distribuição a população sendo assim imprescindível um bom sistema de bombeamento. O reservatório mencionado fica em um nível mais alto, pois a água é distribuida por gravidade aos consumidores.
"Nas ETE’s é de conhecimento público que 80% da água consumida em uma residência se transforma em esgoto. Portanto, na grande maioria, o esgoto é composto de água e outra parcela menor de sólidos. O envio dela até a estação de tratamento se dá, normalmente, por gravidade. Mas a rede de esgoto também possui as estações elevatórias que, além de possuir um pré-tratamento para a retirada de uma parte dos sólidos, eleva o nível do esgoto fazendo com que flua por gravidade.
Por conseguinte, tanto para ETA’s quanto para ETE’s o transporte mais conhecido como bombeamento, viabiliza a chegada da água ou esgoto para tratamento", explica o diretor da Xylem Brasil, Mario Ramacciotti.
Contudo, para que o processo seja realizado com total eficácia, a qualidade do equipamento é essencial:
"A qualidade de equipamento tem profunda influência no maior ou menor custo operacional, sendo que equipamento de melhor qualidade ou melhor dimensionados para operação trazem primordial diferença no processo", diz o engenheiro especializado da Imbil, Sérgio Carminatti.
Equipamento de qualidade
Segundo Carminatti, equipamento com melhor rendimento tem condições de executar a mesma tarefa com potência menor, sendo assim, consumo de energia menor. A capacidade de bombeamento esta ligada a tarefa executada, e bombas bem dimensionadas podem executar com mais facilidade aumentando a vida útil do equipamento e diminuindo as manutenções. Além desses fatores, outros são atrelados à qualidade das bombas, os mais importantes, como:
• Rendimento hidráulico e global;
• Capacidade de bombeamento e durabilidade (ter eficiência contínua alto rendimento: a bomba deve ser a mais eficiente possível em função da economia de energia e com a melhor eficiência hidráulica durante seu uso;
• Tecnologia anti-clogging (anti-entupimento) que proporciona funcionamento contínuo sem perdas indesejáveis para manutenção, aumentando sua eficiência;
• Ampla passagem de sólidos;
• Usar materiais corretos para aplicação (ex: uma bomba com "Hard Iron" para líquidos que contém partículas abrasivas). Materiais nobres e resistentes, que variam de acordo com o líquido bombeado;
• Correto dimensionamento dos sistemas de rolamentos e mancais;
• Pintura e revestimento final de superfícies;
Outro fator é a confiabilidade do equipamento:
• Selagem: evita que o fluido a ser transportado alcance o motor da bomba. Nas bombas de tamanho médio o selo detém a função adicional de bombear o líquido refrigerante contido na camisa de refrigeração da bomba. Outro exemplo interessante é a tecnologia de selo tipo cartucho, o qual é mais eficiente e fácil de montar/desmontar. Este elemento é de suma importância para o prolongamento da vida útil da bomba.
Tipos de bombas e aplicações para ETA’s e ETE’s
Hoje, basicamente, existe nos tipos de aplicação de ETE e ETA equipamentos de bombeamento ligados a transferência de fluidos no processo de tratamento e, depois, no bombeamento para armazenamento e distribuição para as casas, no caso das ETA’s. Os modelos de bombas mais aplicados para ambos os tratamentos, são:
• Bombas submersíveis: normalmente utilizadas para efluentes, água bruta, água de resfriamento, lama, água pluvial e efluente industrial;
• Bombas centrífugas horizontal: água, irrigação, indústria, building&services (bombas utilizadas nos condomínios verticais e horizontais);
• Bombas submersas de poço: bombas para captação de água de poços profundos;
• Bombas split case: para grandes volumes de água;
• Bombas fluxo axial (tipo turbina): para grandes volumes de água;
• Bombas a diesel: normalmente para locais mais distantes onde não há ponto de alimentação elétrica para a bomba. Por exemplo, drenagem de minas, drenagem de construções, by-pass das companhias de saneamento.
De acordo com o diretor da Xylem Brasil, Ramacciotti, algumas bombas podem ser usadas tanto nas ETE’s quanto nas ETA’s, mas outras não. "Por exemplo, as grandes bombas de captação, são tipicamente de água e não de esgoto. Há outras considerações na utilização versus o tipo da bomba. Além disto, a água é um líquido mais fácil de bombear que o esgoto, o qual é mais denso e possui sólidos. As bombas para esgoto possuem tecnologia que não só permitem a passagem do fluido em si, mas também não entopem na presença de um sólido. Estas características não são necessárias no transporte da água", completa ele.
ETA’s: normalmente, aplicam-se diversos tipos de bombas para captação de água tipo fluxo axial ou split case, dependendo da vazão necessária. Outros tipos usados são as submersíveis, centrífugas horizontais, verticais multi-estágio em uma estação convencional. Nas estações de ultrafiltração por membranas, também temos as submersíveis para tanques de captação, tanque de concentrado e retrolavagem, além da bomba de lóbulos na saída do tanque de membranas e centrífuga para produtos químicos.
ETE’s: a maior parte das bombas é submersível para lodo e esgoto, principalmente pelo manejo de sólidos que garante o funcionamento das elevatórias, sem problemas operacionais de bloqueio, silêncio na operação e baixo consumo energético.
Alguns fatores definem a escolha de um modelo de bomba, como:
• Altura manométrica;
• Vazão;
• Desnível geométrico;
• Características do líquido a serem bombeados;
• Características da tubulação.
Dependendo da aplicação e suas variantes também existem bombas a diesel auto-escorvantes, largamente utilizadas nos locais sem energia elétrica para uma drenagem.
Alguns modelos são semelhantes, mas, no geral, há grandes diferenças pelas características de vazão, pressão e líquido bombeado.
Isto ocorre, porque em regiões com maior concentração urbana as captações de água bruta para as ETA’s são limitadas, fazendo com que as bombas sejam engenheiradas, necessitando maior potência instalada, melhores rendimentos e, por consequência, melhor eficiência energética, materiais construtivos mais nobres, rotações variáveis para prolongamento da vida útil dos equipamentos, análises críticas de NPSH, condições do reservatório entre outros.
"Analisando a distribuição de água tratada, dependendo da setorização e densidade demográfica, se reduz as potências destes equipamentos e melhora-se a eficiência com o uso de bombas com rotores fechados pela característica do líquido bombeado (água limpa). Para as ETE’s, o conceito do bombeamento é derivado em estações elevatórias de esgoto que possuem características variadas partindo de vazões que atendam uma residência a elevatórias que cobrem regiões equivalentes a uma cidade de pequeno porte (20 mil habitantes). Desta forma, a preocupação está associada aos pontos de vista ambiental para que não ocorram extravasamentos, bloqueios de equipamentos, contaminação do lençol freático", diz o coordenador de engenharia de aplicação, da Sulzer do Brasil, José Donizete dos Santos.
Na análise do especialista da Sulzer, para as duas tratativas - eficiência energética e confiabilidade dos equipamentos - são apreciadas em função dos dois maiores custos de uma companhia de saneamento que, geralmente, são mão-de-obra e energia elétrica. Abaixo, empresas especializadas nesse segmento, apresentam os tipos de bombas mais usados nas ETE’s e ETA’s desenvolvidos por eles.