Motobombas e suas funções
Por Carla Legner
Edição Nº 63 - Outubro/Novembro de 2021 - Ano 11
As bombas são máquinas que fornecem energia ao líquido com o objetivo de promover o seu escoamento. Esta energia é dependente da rotação do acionador, ou seja, do motor
As bombas são máquinas que fornecem energia ao líquido com o objetivo de promover o seu escoamento. Esta energia é dependente da rotação do acionador, ou seja, do motor. O conjunto desses componentes são considerados como BOMBA e quando acoplados a um motor são chamadas de MOTOBOMBA.
Vilmar Rossi, engenheiro da Famac Motobombas, explica que a Motobomba é considerada como máquina geradora, uma vez que transforma o trabalho mecânico, proveniente do motor, em energia cinética e de pressão, que são transferidas ao líquido bombeado, transportando de um ponto a outro. Segundo ele, podem ser classificadas em Cinéticas e Volumétricas.
Dentro das bombas cinéticas temos as bombas centrífugas, na qual a energia é cedida ao líquido pela ação da força centrífuga desenvolvida pela rotação de um disco com pás. São as mais comuns no mercado, devido a simplicidade de operação e flexibilidade nas mais diversas aplicações.
Os tipos de bombas mais utilizados são: monoestágio, multiestágio, injetoras (com injetor interno ou externo), autoaspirantes, autoescorvantes, reautoescorvantes, submersas entre outros termos adotados pelos fabricantes para produtos especiais. Karen Grobe Miranda, portfolio management - aftermarket da Franklin Electric, detalha os principais tipos.
Monoestágio: motobombas com um rotor, tipo fechado, para bombeamento de água limpa. Podem ser fornecidas com motor elétrico acoplado ou mancalizadas. São utilizadas em uma ampla gama de configurações, desde pequenas necessidades residenciais até grandes aplicações industriais e agrícolas.
Monoestágio para piscina: motobombas com um rotor, tipo fechado, com pré-filtro para circulação de água em piscinas.
Injetora: motobombas com um rotor, tipo fechado, para bombeamento de água limpa em poços com altura de sucção superior a 8 m.c.a. Podem ser fornecidas com motor elétrico acoplado ou mancalizadas.
Autoaspirante: motobombas com um rotor, tipo fechado ou semiaberto, para bombeamento de água limpa ou com sólidos em suspensão. Podem ser fornecidas com motor elétrico acoplado ou mancalizadas. “Devido ao seu formato construtivo, não é necessário a utilização de válvula de pé na sua instalação. São utilizadas em residências, chácaras, abastecimento predial, irrigação de jardins e redes de baixa pressão” – enfatiza Karen.
Multiestágios: motobombas com mais de um rotor, tipo fechado, para bombeamento de água limpa. Podem ser horizontais ou verticais. Atendem necessidades como abastecimento predial, irrigação, lavação de ambientes, veículos e máquinas, alimentação de caldeiras e transporte de água a longas distâncias.
Prevenção contra incêndios: motobombas com um ou mais rotores, tipo fechado, para bombeamento de água limpa, pintadas em vermelho para utilização em rede de hidrantes, sprinklers e sistemas de prevenção e combate a incêndio. Podem ser fornecidas com motor elétrico acoplado ou mancalizadas.
Submersas: motobombas com mais de um rotor, tipo fechado, para bombeamento de água limpa. São projetadas para trabalhar dentro da água a grandes profundidades em poços tubulares a partir de 2” até 14”.
Submersíveis: motobombas com rotor, tipo semiaberto, para bombeamento de líquido com sólidos em suspensão. Utilizadas para drenagem, efluentes, estações elevatórias e tratamento de efluentes.
Sistemas de pressurização: motobombas que adicionam pressão à rede hidráulica e possuem acionamento automático. Podem ser acionadas por fluxostato, pressostato ou inversor de frequência equipado com transdutor de pressão.
“A motobomba ideal para uma aplicação depende das condições da instalação, tais como altura de sucção, altura de recalque, comprimento da tubulação, tipo e temperatura do líquido bombeado, vazão, altitude em relação ao nível do mar, tubulação compatível com a vazão desejada e tensão disponível no local” – afirma Karen.
Por sua vez, as bombas alternativas e rotativas são chamadas de bombas volumétricas porque sempre bombeiam o mesmo volume de líquido por curso ou rotação da bomba. São também conhecidas como de deslocamento positivo, pois o líquido no interior da bomba desloca-se sempre no mesmo sentido do órgão propulsor, sem recirculação, transferindo toda a energia ao líquido sob forma de pressão.
Nas bombas volumétricas, a vazão não é afetada por manobras efetuadas na tubulação de descarga. Segundo Rossi, na teoria, podem fornecer qualquer pressão de descarga, mas na prática isso não acontece porque há limitações de resistência de material e potência do acionador.
“De forma simples podemos dividir as bombas em bombas de deslocamento positivo ou hidrostáticas (embolo, engrenagens, helicoidal, palhetas, lóbulos, pistão, entre outras) e não positivo ou hidrodinâmicas (bombas centrífugas, multi-estágios, bombas de turbina, bombas de fluxo axial, entre outras) ” - complementa Fabio Pereira da Cruz, gerente de engenharia de vendas da Imbil.
Como funcionam e utilização
Uma bomba centrífuga é uma máquina que bombeia os fluidos convertendo a potência mecânica (energia rotacional) em energia de pressão do fluxo do fluido. Segundo Cruz, esta energia mecânica geralmente é fornecida pelo motor elétrico ou a combustão. Seu funcionamento está de acordo com o princípio básico do momento angular, que afirma que mudança no momento angular de um elemento giratório é equivalente à força aplicada.
Quando uma quantidade específica do fluido gira devido a uma força externa (força fornecida por um motor elétrico, por exemplo), uma força centrífuga aparece no fluido, que posteriormente converte a velocidade do fluido em pressão. Alguma parte desta energia se converte em energia cinética dos fluidos.
O equipamento bombeia de forma suave e constante líquidos com baixa viscosidade, com ou sem sólidos em suspensão e todos os tipos de águas residuais, sejam residências, industriais, agrícolas, etc. Já os fluidos muito viscosos, como os óleos, massas alimentícias, melaços, são melhor bombeados por bombas de deslocamento positivos.
Karen explica que a base de funcionamento é a criação de duas zonas de pressão diferenciadas, uma de baixa pressão (sucção) e outra de alta pressão (recalque). “Antes de colocar em funcionamento é imprescindível fazer a escorva do produto, ou seja, preencher o corpo da motobomba e a tubulação de sucção com o líquido a ser bombeado, a fim de eliminar o ar existente em seu interior” – enfatiza.
O caracol é responsável por acondicionar o líquido e direciona-lo para a tubulação de recalque. O rotor, disco provido de pás (palhetas), é responsável por impulsionar o líquido, e o eixo transmite a força motriz ao rotor, causando o movimento rotativo do mesmo. As motobombas centrífugas podem ser instaladas com sucção negativa ou com sucção positiva.
De acordo com Rossi, esses equipamentos são considerados muito versatilidade devido a aspectos como facilidade para dimensionar e também podem ser facilmente controladas por inversores de frequência, aumentando ou reduzindo a velocidade de rotação para atender a contrapressão da aplicação.
Existem inúmeras linhas ou modelos destinadas para bombeio e transferência de fluidos de baixa viscosidade em diversas condições, com ou sem sólidos em suspensão e em baixas ou altas temperaturas. Normalmente as empresas dispõem de modelos e tamanhos diferentes, que atendem às vazões desde 0,5 m³/h até 1.000 m³/h com alturas manométricas de até 400 mca.
No caso da bomba de deslocamento positivo, Cruz explica que esta movimenta um fluido envolvendo repetidamente um volume fixo, com o auxílio de vedações ou válvulas, e movendo-o mecanicamente através do sistema. A ação de bombeamento é cíclica e pode ser acionada por pistões, parafusos, engrenagens, lóbulos, diafragmas ou palhetas.
Tecnologia como aliada e mercado em alta
Para aumentar a eficiência e a confiabilidade as bombas podem ser automatizadas com tecnologias de monitoramento, com medição e controle por inúmeros tipos de parâmetros, como pressão, vazão, temperatura, rotação, carga do motor, etc. “Com a evolução do setor de automação e redução dos custos de implementação, a utilização do inversor de frequência permite aumentar ou reduzir a rotação do motor visando manter uma pressão hidráulica estável” – afirma o engenheiro da Famac.
Ele destaca ainda que este controle poderá ser realizado de forma manual ou automática pela entrada de um sinal digital de pressão ou vazão. A automação permite reduzir o consumo de energia comandando a rotação, partida e parada da bomba com parâmetros facilmente configuráveis pelo usuário.
Os inversores frequência, por exemplo, são utilizados principalmente em sistemas que necessitam uma pressurização constante independente da demanda da vazão. Assim, podem ser usados nas mais diversas áreas de aplicação como em residências, edifícios, indústrias ou qualquer outro local onde a pressão da rede de abastecimento é insuficiente ou inexistente.
Para fazer a escolha da bomba mais adequada para uma aplicação, algumas informações e parâmetros da aplicação devem ser informados ao especialista. “Com esses dados, um especialista poderá orientar ou selecionar o equipamento que melhor se adapte às condições informadas” – enfatiza Rossi.
Quando o assunto preservação do equipamento, a manutenção de uma motobomba é baixa, quando em uma aplicação correta e bem monitorada. Porém, a falta de manutenção e monitoramento podem danificar o conjunto motobomba como a falha prematura de selos mecânicos e rolamentos. Segundo Rossi, em aplicações simples a vida útil é definida pela vida dos rolamentos dos mancais.
Já em aplicações mais severas, o desgaste do selo mecânico e do propulsor deve ser monitorado para evitar falhas de outros componentes como o motor, rolamentos, mancais e eixo, gerando custos que podem condenar todo o equipamento.
As bombas para esgoto e saneamento, por exemplo, são desenvolvidas com sensores que indicam quando as manutenções preventiva e corretiva devem ser realizadas antes que uma parada obrigatória seja necessária. Assim, uma manutenção programada e com todos os componentes disponíveis, permite que o equipamento volte à operação em poucas horas.
Segundo Cruz, o consumo de bombas centrífugas está bastante movimentado, visto que os segmentos como: irrigação, saneamento, mineração, agronegócios em geral, sucroenergético, entre outros, que também utilizam bombas também estão em alta, o que acaba puxando a necessidade de bombas centrífugas para esses mercados.
“A motobomba pode fazer o transporte de vários tipos de fluidos sem ou com sólidos, porém em termos de outras finalidades, o que podemos dizer é que alguns tipos específicos de bombas podem também operar como turbina, gerando energia. São importantes para irrigação de alimentos, transporte do esgoto para as estações de tratamento, transporte de minério em indústrias, combustíveis, etc” – afirma o gerente da Imbil.
Nesse sentido, a Famac está trazendo para o mercado nacional novas linhas de pressurização desenvolvidos especialmente para pressurizar a rede de abastecimento de água de residências, prédios, hotéis e condomínios. Também podem ser usados em indústrias e irrigações. “São equipamentos que utilizam componentes de alta tecnologia e eficiência, o que proporciona economia de energia e água, além de diferentes tipos de acionamento das motobombas para atender as mais diferentes necessidades do setor” – afirma Rossi.
Contato das empresas
Famac Motobombas: www.famac.ind.br
Franklin Electric: www.franklinwater.com.br
Imbil: www.imbil.com.br