Bomba D´Água

Bomba d´agua - I 

A escolha da bomba d´água !

 

Definição: Bombas Centrífugas são bombas hidráulicas que têm como princípio de funcionamento a força centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando líquido do centro para a periferia do conjunto girante. A Bomba centrífuga é o equipamento mais utilizado para bombear líquidos no saneamento básico, na irrigação de lavouras, nos edifícios residenciais, na indústria em geral, transferindo líquidos de um local para outro.
Ela funciona da seguinte maneira: Uma fonte externa à bomba, como um motor elétrico, motor a diesel, etc., gira um ou mais rotores dentro do corpo da bomba, movimentando o líquido e criando a força centrífuga que se trasnforma em energia de pressão. A entrada do líquido na bomba é chamada de sucção, onde a pressão pode ser inferior à atmosférica (vácuo) ou superior. 

Como escolher: A escolha do melhor sistema de bombeamento de um poço artesiano depende da análise de vários fatores, onde se incluem: o diâmetro e a profundidade do poço, a profundidade do nível de água e seu rebaixamento, a capacidade e duração do bombeamento, a qualidade da água, os custos iniciais e de manutenção, e a potência requerida.
Sempre consulte um técnico para escolher a bomba de acordo com sua necessidade. Como veremos adiante, a escolha não é tão simples como possa parecer. Tem que ser considerado: altura, distância, bitola do cano, freqüência de uso, qualidade da água, capacidade da rede elétrica, etc.

Bomba adequada: A preservação da qualidade da água e a vida útil de um poço estão diretamente relacionadas, a escolha da bomba adequada. Dentre os principais tipos de equipamentos, destacam-se: 

BOMBA SUBMERSA (bomba sapo): é o tipo ideal e de maior rendimento para poços de qualquer profundidade. O conjunto moto-bomba é instalado dentro do poço, submerso em alguns metros abaixo do nível dinâmico, funciona silenciosamente e requer pouquíssima manutenção quando bem especificado e corretamente instalado. 

BOMBA INJETORA: é uma bomba centrífuga horizontal convencional com um dispositivo (ejetor ou injetor) instalado nas tubulações de sucção e de retorno, submerso no poço. Apresenta baixo rendimento e conseqüente maior custo operacional devido ao fato de utilizar motores elétricos de maior potência do que uma bomba submersa de igual vazão e pressão. 

BOMBA CENTRÍFUGA: Tem grande limitação devido ao fato de que sua utilização somente é possível em poços onde o nível dinâmico (inferior) não ultrapasse a profundidade de aproximadamente 8 metros, no máximo. 

COMPRESSOR DE AR (AIR-LIFT): Tem um funcionamento prático e simples. Trabalha na superfície, com motor elétrico ou diesel, tendo em sua instalação dois tubos até o fundo do poço, sendo um tubo para recalque da água e o outro de menor diâmetro para injeção de ar. 
É o ideal para poços onde exista grande volume de areia misturada a água ou com tendência a acumular sedimentos e também para locais com indisponibilidade de energia elétrica, devido à possibilidade do uso de motores diesel. De negativo registramos o alto nível de ruído e o baixo rendimento, requerendo motores de maior potência que as bombas do tipo submersas.

Bomba d´agua - II

Instruções gerais para instalação e uso de bombas centrifugas !

 

Seleção de uma bomba: São condições fundamentais para seleção das bombas, as hidráulicas do escoamento, ou seja, o ponto de funcionamento do sistema, a natureza do projeto, as características da água a ser recalcada, os equipamentos existentes no mercado e a similaridade com os já instalados e em operação para flexibilizar a reposição de peças defeituosas ou desgastadas.
Além disso, também deve ser elaborado um estudo intensivo da dimensão da obra e etapa de construção, e um programa de que facilite a operação e manutenção dos serviços. 
Trabalho de uma bomba: Uma bomba destina-se a elevar um volume de fluido a uma determinada altura, em um certo intervalo de tempo, consumindo energia para desenvolver este trabalho e para seu próprio movimento, implicando, pois, em um rendimento característico.Estas, então, são as chamadas grandezas características das bombas, isto é:

Vazão Q,  
Altura manométrica H, 
Rendimento h 
Potência P.

 

Definida a marca e de posse da vazão e da altura manométrica do recalque consultamos os catálogos de produtos de linha ou linhas escolhidas. 
Descrição da bomba:

Constam de uma câmara fechada, carcaça, dentro da qual gira uma peça, o rotor, que é um conjunto de palhetas que impulsionam o líquido através da voluta. O rotor é fixado no eixo da bomba, este contínuo ao transmissor de energia mecânica do motor. A carcaça é a parte da bomba onde, no seu interior, a energia de velocidade é transformada em energia de pressão, o que possibilita o líquido alcançar o ponto final do recalque.
É no seu interior que está instalado o conjunto girante (eixo-rotor) que torna possível o impulsionamento do líquido. 
Tipo de carcaça da bomba: 
Corte esquemático de uma bomba centrífuga típica

compacta;

bipartida (composta de duas seções separadas, na maioria das situações, horizontalmente a meia altura e aparafusadas entre si); 
Um corte esquemático de uma bomba centrífuga típica de média pressão para pequenas vazões e para funcionamento afogado ou com altura positiva, eixo horizontal e carcaça compacta, fluxo radial com rotor fechado em monoestágio de alta rotação, sucção única, entrada axial e saída de topo.

 

Bomba d´agua - III
Instruções gerais para instalação e uso de bombas centrifugas !


 

Método basico para seleção de uma bomba centrifuga !

(PARA ALTURA DE SUCÇÃO INFERIOR A 8 mca)

1. CRITÉRIOS: Para calcular-se com segurança a bomba centrífuga adequada a um determinado sistema de abastecimento de água, são necessários alguns dados técnicos fundamentais do local da instalação e das necessidades do projeto:

 

C. Distância em metros entre a captação, ou reservatório inferior, e o ponto de uso final, ou reservatório superior, isto é, caminho a ser seguido pela tubulação, ou, se já estiver instalada, o seu comprimento em metros lineares, e os tipos e quantidades de conexões e acessórios existentes; 
D. Diâmetro (Pol ou mm) e material (PVC ou metal), das tubulações de sucção e recalque, caso já forem existentes; 
E. Tipo de fonte de captação e vazão disponível na mesma, em m³/h; 
F. Vazão requerida, em m³/h; 
G. Capacidade máxima de energia disponível para o motor, em cv, e tipo de ligação (monofásico ou trifásico ) quando tratar-se de motores elétricos; 
H. Altitude do local em relação ao mar; 
I. Temperatura máxima e tipo de água (rio, poço, chuva). 
IMPORTANTE: As bombas centrifogas ou autoaspirantes com corpo de metal, que forem usadas para trabalho com água quente superior a 70°C, deverão possuir vedação com Selo Mecânico em VITON e Rotor em BRONZE.
Motores elétricos: Os motores elétricos comerciais são do tipo de corrente contínua ou de corrente alternada. Os de contínua são pouco empregados (cerca de 5% das situações) tendo em vista que a energia elétrica normalmente é fornecida em corrente alternada, necessitando estes, portanto, de dispositivo de conversão de corrente de alternada para contínua encarecendo o equipamento, além do próprio custo do motor ser mais alto que o de corrente alternada.
Estes motivos tornam seu uso restrito a instalações especiais como para acionar equipamentos que utilizam tração elétrica, guindastes, compressores, etc. Os motores elétricos de corrente alternada usualmente utilizados para o acionamento de bombas hidráulicas pertencem a uma das seguintes categorias:

a) motor síncrono polifásico;

b) motor assíncrono (ou de indução) nas especificações 
Freqüência: No Brasil as redes de energia elétrica são projetadas para operarem com frequência de 60 Hz. Tecnicamente os motores devem funcionar satisfatoriamente em um intervalo de   5% da frequência nominal. Caso haja variação simultânea da tensão a somatória das duas variações (frequência + voltagem) não deve ultrapassar 10%.
Acréscimos além destes valores podem provocar problemas irreparáveis ao equipamento, tais como aumento excessivo da potência requerida, na corrente e velocidade de rotação e redução nos conjugados e correntes de partida. 

Rendimento: Rendimento de uma bomba é a relação entre a potência fornecida pela bomba ao líquido (potência útil) e a cedida a bomba pelo eixo girante do motor (potência motriz).
Uma bomba recebe energia mecânica através de um eixo e consume parcela desta energia no funcionamento de suas engrenagens, além do que parte da energia cedida pelo rotor ao líquido perde-se no interior da própria bomba em conseqüência das perdas hidráulicas diversas, da recirculação e dos vazamentos, de modo que só parte da energia recebida do motor é convertida em energia hidráulica útil.

Bomba d'água - instalação (I)

Instruções gerais para instalação e uso de bombas centrifugas !

 

Instalação: Deve ser feita em lugares fechados, ou de qualquer modo, protegida das intempéries. Instalar a bomba o mais próximo possível da fonte do líquido a ser bombeado. Prever espaço suficiente para a desmontagem, inspeção e levantamento. A bomba dever ser fixada em uma base através de parafusos adequados. A base deve ser rígida o suficiente para absorver todas as vibrações da bomba.
A temperatura ambiente não deve exceder 40°C. 

Esquema mais comum:

 

Instruções para instalação hidraulica da bomba:

A. Instale a sua bomba o mais próximo possível da fonte de água, a qual deve estar isenta de sólidos em suspensão como: areia, galhos, folhas, etc.;

B. Não exponha a sua bomba a ação do tempo. Proteja-a das intempéries (sol, chuva, poeira, etc.);

C. Mantenha espaço suficiente para ventilação e fácil acesso para manutenção;

D. Nunca reduza a bitola de sucção da bomba. Utilize sempre tubulação com bitola igual ou maior a indicada no catálogo. Os diâmetros das tubulações devem ser compatíveis com a vazão desejada;

E. Utilize o mínimo possível de conexões na instalação. Prefira curvas a joelhos;

F. Recomenda-se o uso de uniões na canalização de sucção e recalque. Elas devem ser instaladas próximas à bomba para facilitar a montagem e desmontagem;

G. Vede bem todas as conexões com vedante apropriado;

H. Instale a tubulação de sucção com um pequeno declive, do sentido da bomba para o local de captação;

I. Procure utilizar válvula de pé (fundo de poço) com bitola maior que a da tubulação de sucção da bomba. Instale a válvula no mínimo a 30 cm acima do fundo do local da captação;

J. Nunca deixe que a bomba suporte sozinha o peso da tubulação. Faça um suporte de madeira, tijolo ou ferro;

K. Instale válvulas de retenção na tubulação de recalque, logo após o registro a cada 20 mca.

IMPORTANTE: As bombas centrifugas ou autoaspirantes com corpo de metal, que forem usadas para trabalho com água quente superior a 70°C, deverão possuir vedação com Selo Mecânico em VITON e Rotor em BRONZE.
Casa de bombas: As bombas deverão está alojadas em uma edificação denominada de casa de bombas. Este edifício deverá ter dimensões tais que tenham espaços suficientes para permitirem com certa comodidade montagens e desmontagens dos equipamentos e circulação de pessoal de operação e manutenção, de acordo com as normas técnicas em vigor e com as recomendações dos fabricantes.
Por exemplo, um espaço mínimo de 1,50m entre cada conjunto. Também deve ter espaço e estrutura para instalação de equipamentos de manutenção e serviço tais como vigas (para instalação de pontes rolantes, roldanas, etc), pórticos (para passagens livres) e aberturas em pisos e paredes. Estudos sobre a disposição dos equipamentos, drenagem dos pisos são essenciais.
Na elaboração de projeto arquitetônico é importante o estudo da iluminação, ventilação e acústica.


Bomba d'água - instalação (II)
Instruções gerais para instalação e uso de bombas centrifugas!

Tubulação: O diâmetro da tubulação de sucção dever ser igual ou maior que o diâmetro da conexão da bomba. A tubulação deve ser tão curta e reta quanto possível, com o mínimo de curvas. Recomendamos o máximo cuidado com a vedação da tubulação de sucção, afim de evitar entrada de ar prejudicial à performance da bomba. A tubulação deve ser fixada em suportes independentes evitando causar esforços sobre a carcaça da bomba.
A tubulação deve ser posicionada com a inclinação ascendente na direção da bomba. Isto elimina a possibilidade de formação de bolsas de ar. No caso de sucção negativa, recomendamos a instalação de uma válvula de pé na tubulação de sucção. Para instalações de bombeamento de água suja, recomendamos a instalação de um crivo na tubulação de sucção.

Canalizações: As tubulações (canalizações construídas com tubos) são classificadas segundo o material de fabricação dos tubos, do tipo de junta e da pressão de serviço. Os tubos, as peças pré-moldadas que vão constituir as canalizações, podem ser de:

 

Polietileno de Alta Densidade (PAD);

Cloreto de Polivinil (PVC);
Ferro Fundido Dúctil (FºFº);
Aço Soldado ou Rebitado;
Concreto Simples ou Armado;
Fibra de Vidro;
Fibro-Cimento (em desuso) 

 

A escolha do material dos tubos depende primariamente das pressões de serviço (a pressão interna quando em funcionamento hidráulico) que as tubulações vão ser submetidas. Além dos diversos materiais, os fabricantes oferecem, para um mesmo material, diversas opções para pressões de serviço e de ruptura, em geral mediante condições normalizadas oficialmente. Outros aspectos também podem ser bastante relevantes na especificação do tubo, tais como:

 
- facilidade de montagem (transporte, armazenagem, peso, corte, número de juntas e rapidez na sua execução etc);
- resistência aos esfor~os externos (reaterros, cargas, pancadas acidentais etc);
- funcionamento hidráulico, manutenção e durabilidade;
- custos de aquisição e montagem.

Tubos de PVC 

Sendo materiais bem mais econômicos e muitas vezes mais adequados que os tubos metálicos, os tubos de PVC são fabricados a partir de matérias-primas como carvão, cal e cloreto de sódio. 

Prova da adequação desse material, tem-se noticia da fabricação, no exterior uma tubulação com vários quilômetros de extensão, desprovinda de junta, o que foi obtido com o deslocamento da máquina à medida que o conduto ia se formando. Pelas normas brasileiras, os tubos de plástico rígidos (PVC) podem ser fabricados para as classes 8, 10, 12, 15, 20, cujas pressões de ensaio são os mesmos número de kg/ cm². As pressões de trabalho, que devem ser a metade daquelas pressões quando transformadas em colunas de água, transformam-se nos seguintes valores:

Classe                           8                           10                            12                             15                              20

Pressão de serviço (kgf/cm²) 40 50 60 75 100

Os valores das pressões máximas de serviço decrescem com o aumento da temperatura na base de 20% para cada mais 10o.C. Possuem ótima resistência à corrosão, pois sendo compostos por matérias essencialmente não corrosivos, a tubulações de plástico, são sem dúvida alguma, as que menos ficam sujeitas ao ataque da água e de terreno agressivos. Todavia, esta afirmação só é válida para temperaturas até 60ºC no máximo.
As suas paredes lisas beneficiam a sua capacidade de escoamento, sendo, sob as mesmas condições de trabalho e para mesmo diâmetro, capaz de fornecer uma vazão 1,4 vezes maior que o ferro fundido.

 

Todas as tubulações deverão ser dispostas de maneira que possam permitir reparos e manutenção das peças especiais e conecções com um mínimo de perturbações no sistema, principalmente sem provocar tracionamentos nas demais peças. As aparentes deverão ser em ferro fundido flangeado (juntas rígidas) e com juntas de dilatação e de fácil desmontagem (juntas gibault, por exemplo) visto que estas tubulações estão sujeitas as intempéries, vibrações e choques acidentais no dia a dia operacional.
Em tubulações com diâmetros inferiores a 100mm poderão ser empregados galvanizados rosqueáveis, por questões econômicas e, normalmente serem instalações mais simples.
O projeto das tubulações deve evitar ao máximo alargamento ou reduções bruscas na continuidade das seções.