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.
Bombas de alta capacidade e bombas autoescorvantes e hidráulicas
A Xylem e suas marcas conhecidas mundialmente têm trabalhado com o mercado de águas durante muitas décadas com produtos vendidos em mais de 150 países. A Xylem, através da marca Flygt Pewaukke, desenvolve bombas verticais e horizontais de alta capacidade. Instaladas em numerosas estações de bombeamento em plantas de tratamento de água e usinas em todo o mundo, possuem a maior base na América do Norte.
A Flygt possui bombas instaladas para o controle de inundações em Nova Orleans que estão entre as maiores instalações do gênero com capacidade de 32.000 l/s cada, elas ajudaram na drenagem da cidade após a devastação causada pelo furacão Katrina em 2005.
Outras bombas desenvolvidas pela Xylem são as bombas de drenagem, permitindo um elevado nível de flexibilidade em suas aplicações. Dependendo do espaço e acesso à energia, uma aplicação de booster pode ser realizada através de uma bomba hidráulica Godwin Heidra submersível. As bombas Dri-Prime da série CD são autoescorvantes e estão disponíveis nas versões a diesel ou com motor elétrico.
Bombas submersíveis
Através da sua engenharia, a Sulzer oferece aos seus clientes soluções em bombeamento, produtos e serviços com fundição, maquinário, instalações de montagem e sistema de testes próprios para atender às demandas de petróleo & gás, entre outros.
"Nossa linha de bombas ABS XFP foi especialmente projetada para atender a essas necessidades. Foi o primeiro produto da categoria a contar com motores de eficiência Premium, com maior eficiência energética, além de oferecer uma ampla passagem de sólidos e ótimo manejo de material fibroso - minimizando bloqueios e avarias", garante o coordenador de engenharia de aplicação, da Sulzer do Brasil, José Donizete dos Santos.
Bombas centrífugas horizontais e de fluxo semi-axial
A Imbil, indústria e manutenção de bombas 100% brasileira, atua, desde 1982, no segmento de bombas centrífugas, mono e multiestágio nos setores: de açúcar e álcool, químico e petroquímico, papel e celulose, irrigação, ar condicionado, saneamento básico, têxtil, combate a incêndio, alimentação de caldeiras, mineração e indústrias em geral.
Toda a linha de produtos é fabricada em ligas de ferro fundido/nodular, em materiais especiais, conforme a necessidade do cliente, tais como: aço inoxidável, aço carbono, superligas e ligas resistentes ao desgaste (abrasão e corrosão).
Os modelos das bombas Imbil utilizadas são:
Para ETEs: E/EP / INI K / INI O / NCS / BMI
São equipamento aptos ao trabalho com fluido com sólidos, ou seja, esgoto, assim estas bombas tem seus rotores que permitem a passagem de sólidos sem que os mesmos causem o entupimento dos canais internos dos rotores.
Para ETAs: INI / ITAP / BP / VTI / INK
São equipamento aptos ao trabalho com fluido limpos, de rotores fechados, geralmente apresentam eficiência melhores que as bombas de rotores abertos.
Bombas bi-partidas
Neste contexto, a Grundfos, empresa de origem dinamarquesa, com mais de 60 anos de mercado, propõe produtos focados em durabilidade e eficientes. Exemplo disso é a linha de bombas HS – bipartidas para bombeamento de água limpa -, que proporciona eficiência hidráulica em torno de 85%. Isso significa uma bomba com motor elétrico menor, com consumo energético menor e maior vida útil.
"O nível de qualidade pode ser medido de diversas formas, mas para a Grundfos qualidade reflete em satisfação, ou seja, redução de custos para o cliente no horizonte da vida útil do equipamento", afirma o vendedor técnico da Bombas Grundfos do Brasil Ltda, especialista em saneamento básico, Renato Zerbinati.
Para Zerbinati, em geral, no horizonte de 10 anos, 60% dos custos serão com energia elétrica, 25% serão custos com manutenção e paradas e 15% correspondem ao custo de instalação. As bombas Grundfos são homologadas com classe de eficiência IE3, ou seja, produtos com elevada eficiência.
Aplicações das Bombas HS
• Sistemas de aquecimento / ar condicionado;
• Abastecimento público de água;
• Redes urbanas de calor/refrigeração;
• Sistemas de refrigeração;
• Abastecimento público de água;
• Refrigeração;
• Rega.
Características e benefícios
• Facilidade de manutenção;
• A aspiração dupla minimiza a carga axial, o que prolonga o ciclo de vida útil dos anéis de desgaste, empaques e rolamentos;
• A voluta dupla reduz as forças radiais e minimiza o ruído e a vibração;
• A concepção da caixa de rolamentos independente permite aceder aos componentes sem remover a parte superior do corpo da bomba;
• Elevada eficiência energética;
• Reduzidos custos do ciclo de vida;
• Diversas variantes do produto disponíveis.
Contato das empresas:
Grundfos: www.grundfos.com.br
Imbil: www.imbil.com.br
Sulzer: www.sulzer.com
Xylem Brasil: www.xyleminc.com