Bombas para reúso direto e indireto de água medidas por eficiência, vazão e pressão
Por Cristiane Rubim
Edição Nº 80 - Agosto/Setembro de 2024 - Ano 14
Em reúso direto e indireto, são empregadas várias bombas de diversos tipos conforme a necessidade e a qualidade da água: para elevação, transporte ou pressurização. “As bombas impulsionam a água a ser reutilizada para introdução adequada no meio ambiente
Em reúso direto e indireto, são empregadas várias bombas de diversos tipos conforme a necessidade e a qualidade da água: para elevação, transporte ou pressurização. “As bombas impulsionam a água a ser reutilizada para introdução adequada no meio ambiente ou aos pontos de consumo e mantêm a pressão e o fluxo necessários para que seja reutilizada com segurança e eficiência” – ressaltam Mario Ramacciotti, diretor-geral, Roberto Brasil, gerente de engenharia, e Sonia Mucciolo, gerente de desenvolvimento de negócio, todos da Xylem Brasil.
A função das motobombas é circular e pressurizar a água ao longo de todo o processo. “As motobombas operam como o ‘coração’ dos sistemas de reúso de água. Movem a água de um ponto a outro dentro dos sistemas de reúso para que a água alcance os locais necessários para tratamento ou utilização” – explica Eduardo Terres Secco, da engenharia e vendas técnicas da Famac.
Utilizações das bombas em projetos de reúso:
• Urbana restrita e irrestrita: parques, combate a incêndio, irrigação paisagística e descarga de bacias sanitárias;
• Industrial: água de resfriamento e água de processo nas indústrias petroquímica, de celulose e de papel, siderúrgica e têxtil;
• Recarga das águas subterrâneas: aumento de aquíferos potáveis e não potáveis e armazenamento para uso potável futuro;
• Agrícola: alimentos colhidos, pomares e vinhas e culturas não alimentares, como pasto para a ordenha de animais;
• Ambiental e recreativa: melhoria de zonas húmidas, habitat da vida selvagem e refúgio, parques aquáticos e campos de golfe;
• Aumento da água superficial: reúso indireto potável via rios, córregos e outros.
Fonte: Xylem.
Potável e de reúso
A água de reúso é produzida da reciclagem de esgoto residencial ou industrial, coletado e tratado pelas Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) ou pela coleta e reutilização de água de chuva. O reúso de água faz parte de gestão ambiental sustentável porque reduz o consumo e a captação de água nos mananciais e pode ser aplicada na limpeza de vias públicas, vasos sanitários, obras civis, refrigeração em processos industriais etc.
Movimento
Funcionamento das bombas em sistemas de reúso:
• A água residual é coletada de processos industriais ou outras fontes;
• A água é tratada para remover impurezas e contaminantes;
• As bombas movimentam a água tratada para os pontos de uso ou para reintroduzi-la no meio ambiente;
• A água é distribuída conforme necessário direto para uso ou liberada no meio ambiente para recaptação futura.
Fonte: Famac.
Específicas
As bombas têm funções específicas em reúso direto e indireto de água:
• Otimização: as bombas otimizam o uso da água reutilizada e garantem que ela seja distribuída e chegue onde é necessária com eficiência;
• Captação: aspiram a água de fontes alternativas, como cisternas, reservatórios de água da chuva ou efluentes tratados, impulsionando-a para as etapas subsequentes de tratamento;
• Tratamento: fornecem vazão e pressão adequadas para os diversos processos de tratamento, como filtragem, desmineralização e osmose reversa, garantindo a qualidade da água reutilizada;
• Distribuição: distribuem a água reutilizada para os pontos de consumo dentro da indústria, assegurando a pressão necessária para atender às demandas das diferentes aplicações.
Fontes: Acqua Vitae e Famac.
Reúso direto
No reúso direto, a água captada recebe tratamento, sendo reutilizada imediatamente após o tratamento, para fins não potáveis, sem ser liberada no meio ambiente.
Para reúso direto, as motobombas entram nos processos de:
Captação:
• A água reutilizada é captada de águas cinzas de chuveiros, pias e máquinas de lavar, entre outras fontes;
• Passa por tratamento simples – filtragem, por exemplo – e é armazenada e distribuída em pontos específicos para usos não potáveis;
• Em coleta de águas pluviais, a água pode ser armazenada e já distribuída.
Bombeamento:
• Instala-se motobomba centrífuga monobloco na saída do reservatório ou submersa dentro do reservatório, com pressostato (Liga/Desl automático), e bombeia-se aos pontos de consumo.
Transferência:
• A água residual tratada é bombeada direto dos tanques de tratamento para os pontos de uso.
Pontos de uso:
• A bomba é acionada quando for aberto um ponto de uso;
• A bomba pressuriza a água reutilizada e a envia aos pontos de consumo;
• As bombas abastecem torneiras externas, tanques, vasos sanitários e outros pontos de utilização.
Pressurização:
• As bombas garantem que a água reutilizada seja fornecida e distribuída com a pressão adequada para esses pontos.
Controle:
• Sensores e controladores monitoram o nível do reservatório e a demanda de água;
• A bomba é ligada ou desligada conforme necessário.
Fontes: Acqua Vitae e Famac.
Exemplos de reúso direto: irrigação de áreas verdes, lavagem de veículos, refrigeração de equipamentos e outros processos industriais que não requeiram água potável.
Reúso indireto
No reúso indireto, a água servida é liberada no meio ambiente, em rios, lagos ou aquíferos, e posteriormente captada novamente para uso.
Para reúso indireto, as motobombas entram nos processos de:
• Recaptação da água;
• Reintrodução da água no meio ambiente.
Captação:
• A água reutilizada é coletada e tratada, por exemplo, em Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs);
• A água é armazenada em um reservatório separado.
Bombeamento:
• Dentro da ETE, vários tipos de bombas movimentam o líquido para o correto tratamento;
• Ao final do tratamento, armazena-se a água e comercializa-se por caminhões-pipas ou contratos específicos com os clientes.
Distribuição:
• Quando distribuída a clientes específicos, sugerem-se redes voltadas à passagem da água de reúso, da ETE até o cliente final;
• As bombas centrífugas garantem bombeamento com os devidos controles de pressão e vazão.
Controle:
• Sensores, como pressostatos e manômetros, monitoram a qualidade da água e a pressão na rede;
• A bomba ajusta o fluxo conforme necessário.
Fontes: Acqua Vitae e Famac.
Escolha
É preciso selecionar a bomba adequada. “A escolha do tipo de bomba, por exemplo, centrífuga, de deslocamento positivo etc., também afeta o desempenho e a manutenção” – menciona Renato Zerbinati, CEO da Acqua Vitae.
Fatores que determinam o tipo e a potência da motobomba a ser utilizada no sistema de reúso:
• Natureza da água, residual ou tratada;
• Distância e altura de bombeamento;
• Necessidade de pressão e vazão.
Fonte: Famac.
Para atender às demandas específicas de cada sistema, as bombas devem ser selecionadas e dimensionadas de forma correta. “O desempenho das bombas em sistemas de reúso de água é medido pela sua eficiência, capacidade de vazão e capacidade de pressurização” – elenca Secco, da Famac.
Critérios para escolha da motobomba ideal:
• Vazão e pressão: dimensionadas de acordo com a demanda da aplicação e as características do sistema de reúso;
• Tipo de água: adequadas ao tipo de água a ser bombeada: potável, cinza ou efluente tratado;
• Materiais: fabricadas com materiais resistentes a corrosão e desgaste, como aço inoxidável ou ferro fundido;
• Eficiência energética: modelos com alto índice de eficiência energética minimizam o consumo de energia;
• Manutenção: fácil acesso aos componentes para inspeção e manutenção preventiva.
Fonte: Famac.
Para reúso direto e indireto, existem inúmeras opções de processos a serem aplicados de acordo com as quantidades e as qualidades da água a ser reusada; as elevações etc. “Muitos modelos de bombas se aplicam em ambas as situações. A seleção é feita conforme sua melhor aplicabilidade” – salientam Ramacciotti, Roberto Brasil e Sonia, da Xylem.
O gráfico da Xylem exemplifica que o tipo de bomba será selecionado conforme variações de vazão, pressão e faixa de potência.
Desempenho
Em reúso direto e indireto, as bombas centrífugas provêm os sistemas com:
• Eficiência média de 70%*;
• Média de consumo de energia de 0,5 a 1,5 kWh por 1.000 litros de água bombeada*.
* Esses valores são médias e variam conforme o projeto e as condições locais.
Entre os cases citados pela Acqua Vitae:
• ETE Sabesp Jesus Netto: no Bairro do Ipiranga, em São Paulo (SP). Inaugurada em 1935, foi a primeira na América Latina a aplicar processo biológico de lodos ativados, produzindo, em média, 116 mil litros de água de reúso por mês e distribuindo esta água a clientes da região;
• ETE Sabesp ABC e Aquapolo (GS Inima): parceria público-privada em geração de água de reúso, com capacidade de 2.340 mil litros de água por hora. Com ultrafiltração, garante qualidade da água de reúso a seus clientes.
Exemplos de bombas com eficiência energética da Xylem nesta aplicação:
Bombas centrífugas e-NSC de sucção final de alta eficiência e econômicas padronizadas para EN 733 voltadas a aplicações industriais, construção e edifícios públicos com fluxo de até 1.800 m3/h.
As bombas submersíveis DOC e Domo, da marca Lowara, da Xylem, drenam água limpa ou levemente suja, bombeiam esgoto, esvaziam bacias, tanques e reservatórios, coletam água da chuva, evacuam água de lavagem e secam porões e garagens. O fluxo do DOC é de até 14 m3/h. No DOC e no Domo, a profundidade máxima de imersão é de 5 m. No Domo, baixo nível de bombeamento até 50 mm.
Voltadas para condições mais exigentes, as bombas Flygt 3000/7000 reduzem custos de manutenção não planejados, trazendo boas economias a longo prazo. Seus impulsores/Hélice, junto do impulsor autolimpante, permitem que atinjam nível ideal de eficiência energética.
Entre os cases da Xylem:
Irrigação / Mezohegyes észak, na Hungria (reúso indireto)
• Bombeamento de água de rio para irrigação, desde 1992, com capacidade de 1 m³/s a 4 m. Colunas pré-fabricadas propiciaram que o cliente reduzisse em 50% seu custo.
Reutilização de Água / High Marnham, no Reino Unido (reúso direto)
• Abastecimento da planta de reciclagem de águas residuais com reúso da água tratada na refrigeração da estação.
Problemas comuns
Bombas centrífugas precisam de acompanhamento e manutenções preditivas e preventivas de acordo com as orientações de seus fabricantes. “Estas práticas reduzem e mitigam paradas por manutenções corretivas em até 80%, trazendo longevidade ao sistema” – aponta Zerbinati, da Acqua Vitae.
Problemas comuns do dia a dia entre sistemas de reúso e bombas:
• Entupimento: partículas sólidas suspensas na água reutilizada podem entupir e obstruir as bombas;
• Corrosão: exposição a produtos químicos e água residual provoca corrosão nas partes metálicas;
• Cavitação: ocorre quando há formação de bolhas de vapor que podem danificar as bombas;
• Desgastes e falhas mecânicas: com o tempo e uso contínuo, podem levar ao desgaste dos componentes da bomba, ocasionando vazamentos nos sistemas de selagem, perda de eficiência com maior consumo de energia e falhas mecânicas;
• Variações de pressão: mudanças na demanda de água podem causar flutuações repentinas de pressão, afetando o desempenho das bombas.
Outras causas de problemas em sistemas de reúso e bombas:
• Aplicação incorreta: é preciso fazer o dimensionamento correto das bombas. Bombas mal dimensionadas se desgastam prematuramente e não provêm o bombeamento adequado;
• Tubulação incorreta: as tubulações também devem ser dimensionadas para atender à pressão e à vazão de projeto. Tubulações inadequadas podem provocar fenômenos hidráulicos, tais como velocidade excessiva da água, entrada de ar, cavitação e problemas de escorva;
• Painel elétrico inadequado: a bomba centrífuga é composta de parte mecânica: voluta, rotor, eixo, anéis, selagem etc.; e elétrica: motor elétrico. O correto acionamento da operação elétrica assegura a vida útil das peças mecânicas e do bobinado do motor;
• Instalação incorreta: bombas instaladas de forma inadequada afetam seu desempenho e segurança. Por isso, instaladores especialistas em bombas devem ser considerados;
• Falta de controle no bombeamento: bombas operando fora de curva, em shutt off ou em final de curva reduzem a vida útil do agregado hidráulico.
Fontes: Acqua Vitae e Famac.
Soluções
Os cuidados são necessários e envolvem todo o sistema de reúso e as bombas. “A escolha adequada, a manutenção preventiva e a resolução de problemas específicos são fundamentais para a operação eficaz e sustentável dos sistemas de reúso de água em diversas aplicações industriais e ambientais e das bombas utilizadas no processo” – afirma Secco, da Famac.
Para garantir o correto funcionamento das bombas, é importante:
• Instalar filtros e peneiras para evitar entupimentos;
• Usar controladores de pressão para estabilizar o fluxo e proteger as bombas;
• Instalar filtros e sistemas de pré-tratamento para remover partículas antes que a água alcance as bombas;
• Utilizar materiais, como aço inoxidável ou revestimentos especiais, para resistir à corrosão;
• Fazer ajustes no sistema de bombeamento para evitar formação de bolhas, como pressões adequadas;
• Realizar inspeções e manutenções preditivas e preventivas regulares para detectar desgastes e substituir peças conforme necessário;
• Programas de manutenção preventiva para substituir peças desgastadas e garantir o funcionamento eficiente das bombas;
Fontes: Acqua Vitae e Famac.
Linhas
A linha Esybox, da Famac, facilita reaproveitar a água da chuva em residências e condomínios. Com os equipamentos DTRON, não precisa ter caixa de água elevada para pressurizar residências e condomínios. Compactos e silenciosos, podem ser instalados na vertical ou horizontal, dentro ou fora de cisternas, total ou parcialmente submerso, ou a seco.
Modular em única unidade, a parte eletrônica, a hidráulica e o motor podem ser removidos, consertados e substituídos separados. Kit próprio evita aspirar água suja do fundo e da superfície. Polímero de alto padrão, eixo e elementos de fixação e desgaste em aço inox não alteram cheiro, nem sabor, nem cor e conferem segurança ao líquido bombeado.
O Esybox Diver traz abastecimento automático de água de reúso com seu ajuste da vazão, que fornece apenas o que é consumido. Medidor conectado ao controlador gerencia a pressão, os alarmes e o nível de água no tanque, avisando o usuário via aplicativo móvel. Também em modelo único e silencioso, para reservatórios, caixas de água e poços. Acoplando DOC68, podem ser instalados fora da água, em superfície.
Para captação e tratamento de efluentes, a empresa ampliou sua linha FBS-NG com produtos de até 30 cv para bombear água limpa, águas servidas, esgoto leve ou bruto e despejos com sólidos de até 90 mm para aplicações industriais, comerciais e residenciais. Construídos em ferro fundido e tinta epóxi em pintura eletrostática, resistem a golpes e à abrasão. As motobombas submersíveis bombeiam contam com motores sem óleo e selo mecânico em câmara de óleo vegetal biodegradável.
A empresa ampliou a família de bombas submersíveis trituradoras, as FBS-NG-JAC. Mais potentes, com motores de até 30 cv, o triturador fica incorporado na entrada da bomba. Tritura materiais sólidos fibrosos, reduzindo entupimentos nas tubulações e no bombeador. Com maior vazão e aço de alta dureza para aumentar a vida útil e a eficiência no corte.
Contato das empresas
Acqua Vitae: www.acqua-vitae.com.br
Famac: www.famac.ind.br
Xylem Brasil: www.xylem.com