Em um típico sistema de tratamento de águas superficiais e de distribuição, aproximadamente 70 a 90% da energia é utilizada para bombeamento. Com o aumento do custo de energia elétrica, mais municípios estão buscando tecnologias para melhorar a eficiência operacional. Um método para a melhoria da eficiência das bombas é revesti-las com um sistema de revestimento polimérico.
Os sistemas poliméricos têm mostrado proporcionar aumento da vazão na pressão desejada, aumento da pressão na vazão de projeto, aumento da eficiência em uma ampla variedade de taxas de vazão e redução do consumo de energia. Em muitos casos, novas bombas de água podem também se beneficiar de um revestimento eficiente para propósitos de proteção e desempenho, embora não se espere normalmente que bombas superem a condição de eficiência original certificada pelo OEM de bombas.
Durante a vida útil de uma bomba centrífuga, o custo da energia consumida é muito superior ao custo de investimento do próprio equipamento. Portanto, a operação eficiente da bomba é essencial para otimizar custos operacionais uma vez que, qualquer aumento na eficiência do fluido resulta em imediata economia no consumo de energia. De acordo com estudos de caso, o típico período de amortização do revestimento polimérico, com base no consumo de energia reduzido, pode variar de poucos meses a dois anos, dependendo do tamanho da bomba.

Como revestimentos poliméricos funcionam
A maior parte da energia utilizada no movimento da água é realmente gasto no combate ao atrito nas tubulações de água. O fluxo de água em uma bomba é sujeito à resistência causada pela superfície da voluta e rotor e pela viscosidade.
Na dinâmica dos fluidos, moléculas de água nas superfícies de bombas são estacionárias. Discretas moléculas de água no fluxo comportam-se como entidades separadas criando vórtices e fluxos de correntes-cruzadas que resultam em perdas de energia além dos que decorrem do atrito, que ainda continua a ser exercido próximo à camada limite, em um filme fino conhecido como subcamada laminar. Em superfícies relativamente lisas, a espessura desta camada pode ser suficiente para cobrir saliências de superfície e diz-se que a superfície é hidraulicamente lisa.
Onde a superfície é áspera, no entanto, a subcamada pode ser tão dispersa por saliências que agem como obstáculos abruptos, dando origem a formar o arraste. Portanto, a rugosidade da superfície, quer pelo efeito de atrito ou formação de arraste, é o fator mais importante na contabilização de perdas de energia em uma bomba.
Mesmo superfícies de bombas de metal polido são relativamente ásperas quando examinadas sob alta ampliação. Rugosidade adicional da superfície pode resultar dos efeitos da erosão-corrosão ou cavitação, causando por isso uma redução na eficiência do sistema.
Os revestimentos poliméricos de aumento da eficiência são especialmente projetados como revestimentos hidrofóbicos, de superfície lisa com baixa energia superficial e cargas resistentes à abrasão. Eles produzem uma superfície ultra lisa que reduz a camada limite do fluido bombeado e reduz a turbulência interna, aumentando assim a eficiência hidráulica.
A suavidade da superfície deste tipo de revestimento é 20 vezes maior do que o aço inoxidável polido. A natureza hidrofóbica do revestimento faz a água simplesmente rolar para fora da superfície e o desgaste por abrasão é minimizado pela combinação encapsulada de agentes lubrificantes e cargas resistentes à abrasão.
Quando aplicado em equipamento de fluxo de fluido, este tipo de revestimento tem comprovado melhorar o desempenho hidrodinâmico aumentando a eficiência global, através da redução do consumo de energia e aumento da taxa de vazão ou pressão do fluido.
Alguns revestimentos poliméricos foram considerados seguros para o contato com água potável. Este tipo de revestimento possui aprovações em nível mundial para o contato com água potável, incluindo NSF (National Sanitation Foundation), AWWA (American Water Works Association) e autoridades nos países europeus.
Os polímeros atuais podem produzir composições que praticamente resolvem qualquer problema de bombas. Além do reparo e proteção contra os efeitos prejudiciais causados por abrasão, cavitação, corrosão e ataque químico, a melhoria da eficiência hidráulica através da redução das perdas de energia por atrito, tornou-se um objetivo mais e mais reconhecido do uso de polímeros em bombas.

Seleção, aplicação e operação
Devido ao grande número de polímeros de proteção e revestimentos à base de epóxi no mercado, selecionar o revestimento polimérico correto para a melhoria da eficiência da bomba pode ser confuso. No entanto, existem poucos revestimentos poliméricos especialmente projetados para melhoria da eficiência de novas bombas. Usando produtos de revestimento específicos para a melhoria da eficiência e economia de energia, pode-se atingir o máximo potencial de desempenho, enquanto que polímeros de proteção e revestimentos de epóxi comuns podem sempre ajudar na melhoria de desempenho de bombas antigas.
Revestimentos poliméricos podem ser aplicados com pincel ou através de pulverização in-situ para dar um acabamento perfeitamente suave de alto brilho. Os revestimentos podem ser curados à temperatura ambiente, e pós-curados para permitir o mínimo de paralisação e rápido retorno ao serviço. Podendo realizar o trabalho de revestimento polimérico no próprio local, levou ao retorno mais rápido do contrato, preço mais competitivo e melhor controle de qualidade.

Em uma típica aplicação, duas camadas de cores diferentes são aplicadas com pincel, aplicador ou pulverização com uma espessura típica de 254 micra (10 mil) por camada.
A característica de auto nivelamento do produto de revestimento assegura um acabamento de superfície liso. Este acabamento e espessura são fatores críticos responsáveis pelo desempenho sem alterar as características de fluxo de água do equipamento.
Para assegurar aderência, a preparação da superfície do substrato é sempre necessária ser realizada por jateamento abrasivo, lima rotativa, etc. Em casos em que a localização da bomba é susceptível à contaminação por pó, o jateamento por esponja oferece uma boa opção com uma quantidade mínima de geração de poeira.
Em bombas que estiveram em serviço previamente, quaisquer áreas severamente desgastadas ou com corrosão por pites podem ser restabelecidas aos contornos originais usando um composto polimérico de reparo antes do revestimento.
Para documentar a eficácia do revestimento polimérico no mundo real, municípios e companhias de águas podem usar o revestimento em determinadas bombas de água - seja antiga ou nova - para ajudar a avaliar a tecnologia de uma forma mais prática.
Os operadores devem documentar as avaliações com um medidor de corrente elétrica ou contador de horas e utilizar instrumentos de medição precisos para mudanças na taxa de fluxo e na altura de queda da água, se possível, antes e depois de aplicar o revestimento polimérico. O retorno sobre o investimento pode ser calculado a partir da comparação da economia no custo de energia, aumento da vazão e o custo de instalação do revestimento.

Pedro Ruiz
Engenheiro químico e trabalha no Departamento de Serviços Técnicos na empresa Belzona Global em Miami-EUA. É Inspetor de Revestimentos NACE – Nível 1.