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.
