Manual para Escolha de Bomba
Vamos falar sobre bombas?
Faça esta pergunta para um empreiteiro, "O que você espera de uma bomba
d'água?" e as respostas estarão provavelmente conforme estas linhas:
n Desempenho —a capacidade de mover com rapidez um grande
volume de água.
n Baixo Tempo de manutenção—a capacidade de deixar passar
detritos sem causar entupimento
n Durabilidade —a capacidade de resistir a ambientes severos de trabalho.
Até mesmo se você pensa que não possui alguma, são muito boas as
chances de que você possua algumas bombas e simplesmente esqueceu
de as considerar. Bombas estão entre os artigos mais amplamente
fabricados no mundo e os muitos projetos delas permitem o seu uso em
uma variedade de aplicações. Elas são usadas em tudo, de lavadoras de
roupa, refrigeradores, carros e caminhões até obras, instalações de
tratamento de água servida e instalações de processamento de alimento.
n Valor — todas as características acima a um preço econômico.
Centrífuga. De alto pressão. Centrífuga para sólidos em suspensão.
Submersível. De diafragma. De escorva.. Escorva zero. Com tantos tipos
de bombas disponíveis para os empreiteiros, como você pode estar
seguro ao fazer uma recomendação para uma aplicação específica? Uma
vez que você fica familiarizado com as características das mais comuns
bombas de aluguel, isso fica, de fato, mais fácil do que você poderia imaginar.
Bombas tornam possível muitas tarefas cotidianas que nós freqüentemente temos que admitir. Realmente sem bombas nosso mundo seria um
lugar muito diferente deste que nós conhecemos hoje.
Projetos de Bomba D'água Comum
Quantas bombas você possui? É de fato uma pergunta muito interessante.
Se você perguntasse para um empreiteiro ou para um operador de
loja de aluguel eles poderiam responder com qualquer número entre
1 e 50. Por outro lado um leigo poderia responder que ele não tem nenhuma
necessidade de bombas em sua casa ou no trabalho. Assim, voltando
à nossa pergunta original, quantas bombas você possui?
Embora muitas bombas possam ser vistas em obras, há dois tipos
muito comuns de bombas d'água na indústria de construção.
Diferentes em projeto e aplicação cada uma delas serve basicamente
para o mesmo propósito que é o de mover água do ponto A para o ponto B.
Bombas & O Empreiteiro
Como se notou anteriormente, existem muitos tipos de bombas
disponíveis no comércio de hoje. Ainda não há uma bomba que se adapte
perfeitamente para toda aplicação. Visto que a Multiquip visa
principalmente a indústria de construção, nossas bombas são criadas
para satisfazer às exigências do empreiteiro profissional.
O primeiro tipo de bomba é o de projeto centrífugo. Este tipo usa um impulsor
giratório para puxar a água para a bomba e pressurizar o fluxo de
descarga. Entre as bombas de aluguel mais comuns se incluem os modelos
padrão, centrífuga, centrífuga com fluido em suspensão, e submersível.
Construção é um negócio competitivo com prazos finais e orçamentos aos
quais os empreiteiros têm que se adequar para ter êxito. Uma tempestade
pesada pode causar um atraso de vários dias ou até mesmo semanas
em um serviço. Tempo de manutenção prolongado pode custar aos
empreiteiros quantias significativas pois gratificações são freqüentemente
pagas para se terminar trabalhos abaixo do orçado e antes do programado.
Estas bombas serão apreciadas em maior detalhe mais tarde, após uma
revisão de alguma teoria básica sobre bomba.
O segundo tipo de bomba é o de projeto de deslocamento direto,
onde a mais comum das quais é a do tipo de diafragma. Estas bombas
fornecem uma quantidade fixa de fluxo por ciclo através da contração
e expansão mecânica de um diafragma flexível.
2
Os Fundamentos da Teoria de Bombas
É comum os clientes dizerem que eles precisam de uma
bomba para retirar água de um buraco ou vala. Porém, bombas
centrífugas e de diafragma de fato não retiram tanta água
quanto aparece ou se eleva com auxílio da mãe natureza.
Água, como eletricidade, sempre fluirá ao longo do caminho de
resistência mínima. Para elevar água a bomba precisa prover
um caminho (área de baixa pressão ou baixa resistência)
através do qual a água irá naturalmente fluir.
É importante então reconhecer o papel que a pressão
atmosférica exerce criando a elevação de sucção. Ao nível do mar a
atmosfera exerce uma força de 14,7 lb/pol2 (PSI) (1,033kgf/cm2 )
a superfície da terra. O peso da atmosfera em um volume de água
impedirá a sua elevação a menos que uma área de baixa pressão seja criada.
Figura 1 mostra três tubos vazados, cada um com uma área
superficial de 1 polegada quadrada, elevando-se do nível do
mar para a atmosfera. No tubo (A) a pressão atmosférica é o
mesma dentro e fora do tubo: 14.7 PSI. Como o peso que a
atmosfera está exercendo atua igualmente pela superfície,
nenhuma mudança acontece no nível da água dentro do tubo.
No tubo (B) um vácuo perfeito é criado, fazendo com que a
pressão atmosférica seja maior na água fora do tubo. Essa
diferença de pressão faz com que a água flua naturalmente
para a área de pressão mais baixa começando a encher o tubo
até que ela alcance uma altura de 33,9 pés (10,33m).
Por que 33,9 pés (10,33m) é a altura maior que a água pode
se elevar neste exemplo?
Porque neste momento o peso da água dentro do tubo exerce
NENHUM VÁCUO
ELEVAÇÃO ZERO
Figura 1
VÁCUO
PERFEITO
VÁCUO
PARCIAL
ELEVAÇÃO
ELEVAÇÃO
DE 33,9 PÉS.
DE 25 PÉS.
uma pressão igual ao peso da atmosfera pressionando para baixo
a superfície do oceano. Esta altura representa a máxima elevação
teórica de sucção e pode ser verificada usando-se o seguinte cálculo:
Divida pressão atmosférica ao nível do mar por 0,0361 lb/pol3 (o
peso de uma polegada cúbica de água) para obter a elevação
.
teórica de sucção
14,7 (lb/pol²) ÷ 0,0361 (lb/pol3) = 407,28 (pol)
407,28 (pol) ÷ (12 pol/pé) = 33,9 (pé) (10,33m)
Lembre-se que 33,9 pés (10,33m) é a máxima altura teórica de água que
pode ser alcançada sob condições perfeitas ao nível do mar. Não
se leva em consideração altitude, perda por atrito, temperatura,
partículas em suspensão ou a impossibilidade da criação de um
vácuo perfeito. Todas estas variáveis afetam o desempenho da
bomba e reduzem a elevação teórica de sucção. A elevação útil
de sucção, atingível para água fria (60°F) (15,5°C) ao nível do mar
pela criação de um vazio parcial, é a de 25 pés (7,6m) apresentada no tubo (C).
Projetos Centrífugos
A maioria esmagadora das bombas dos empreiteiros é de força
centrífuga para mover água. Força centrífuga é definida como a
ação que faz alguma coisa, nesta caso a água, mover-se para
longe do seu centro de rotação.
Todas as bombas centrífugas usam um impulsor e uma voluta
para criar o vácuo parcial e a pressão de descarga necessários
para mover a água através da tubulação. O impulsor e a voluta
constituem o coração de uma bomba e ajudam a determinar seu
fluxo, pressão e capacidade efetiva de manobra.
VÁCUO PARCIAL
ELEVAÇÃO
DE 25 PÉS.
AA
PRESSÃO
PRESSÃO
ATMOSFÉRICA
ATMOSFÉRICA
EXERCEUMA
UMAFORÇA
FORÇA
EXERCE
14,5PSI
PSIAO
AO
DEDE
14,7
NÍVELDO
DOMAR.
MAR.
NÍVEL
CADA COLUNA TEM UMA
ÁREA SUPERFICIAL DE
1 POLEGADA QUADRADA.
3
3
Um impulsor é um disco giratório com
um conjunto de pás acopladas ao eixo
motor que produz força centrífuga
dentro da carcaça da bomba. Uma
voluta é o envoltório estacionário
dentro do qual o impulsor gira, e que
coleta, descarrega e recircula a água
que entra na bomba. Um difusor é
usado em bombas de alta pressão e é
semelhante a uma voluta porém com um
projeto mais compacto. Muitos tipos de
material podem ser usados em sua
fabricação mas o ferro fundido é o mais
comumente usado para aplicações de
construção.
Para que uma centrífuga, ou auto-escorvante, bombeie, conseguindo assim
o início do seu funcionamento, a carcaça
deve ser antes preparada manualmente ou
cheia com água. Depois, a menos que tenha
sido seca ou drenada, uma quantidade
suficiente de água deve permanecer na
bomba para garantir uma rápida escorva
na próxima vez que ela for acionada.
Como o impulsor agita a água (Figura 2 ), ele purga o ar da
carcaça criando uma área de baixa pressão, ou vácuo parcial,
no olho (centro) do impulsor. O peso da atmosfera na superfície
da água empurra rapidamente a água através da mangueira e
da carcaça da bomba para o olho do impulsor. A força
estacionária e outra rotativa, e é localizado no eixo da máquina entre
o impulsor e carcaça traseira (Figura 3). Ele é projetado para prevenir
contra infiltração interna de água que possa danificar a máquina.
Bombas projetadas para trabalho em ambientes severos
necessitarão de um selo que seja mais resistente à abrasão.
centrífuga criada pelo impulsor rotativo faz a água seguir do
olho, onde a pressão é mais baixa, para as pontas das pás,
onde a pressão é mais alta. A velocidade das pás giratórias
pressuriza a água pressionada através da voluta e descarregada
da bomba.
Figura 3
ROTATIVO
VOLUTA
ESTACIONÁRIO
AR PURGADO DA
CARCAÇA E DA
MANGUEIRA
EIXO DO FACES
MOTOR SELADAS
IMPULSOR
IMPULSOR
Selos são tipicamente resfriados pela água que passa através da
bomba. Se a bomba está seca ou tem água insuficiente para a
preparação poderá danificar o selo mecânico. Selos lubrificados a
óleo e ocasionalmente lubrificados a graxa estão disponíveis em
algumas bombas que fornecem lubrificação positiva no caso da
bomba estar funcionando sem água. O selo tem uma peça de desgaste
comum que também deve ser inspecionada periodicamente.
14,7 PSI
Embora que a aplicação possa pedir uma bomba padrão, de alta
pressão, ou de refugo, toda bomba centrífuga eleva e descarrega
água da mesma maneira. A seção seguinte mostrará diferenças
de projeto entre estas bombas.
Figura 2
Se a bomba é auto-escorvante,
Por que eu preciso adicionar água?
Bombas Centrífugas Padrão
Bombas centrífugas padrão permitem uma escolha econômica para
a finalidade geral de retirada de água. Vários tamanhos diferentes estão
disponíveis porém os modelos mais comumente oferecidos estão na
faixa de 2 a 4 polegadas com descargas de 37,5 a 132 litros por
minuto (LPM) e alcance de elevações de 27 a 40 metros.
Há muitas bombas de última geração no mercado que não precisam ser
preparadas manualmente antes de operação. Estas são bombas
assistidas a vácuo que usam um compressor de ar ou algum outro
dispositivo para separar o ar da água. Isto permite que a bomba parta
seca e se prepare novamente sem a adição manual de água. Várias
marcas comerciais diferentes são usadas para estas bombas (Escorva
Zero, Não Escorva, etc.) e isso pode causar admiração nos clientes pois
bombas de pequenos empreiteiros são chamadas de auto-escorvantes.
Estas bombas só devem ser usadas em aplicações de água limpa
(agrícola, industrial, residencial) pois elas têm uma capacidade de manobra
de sólidos limitada a apenas 10% em volume. Os impulsores usam
tipicamente um projeto com três pás (Figura 4A), e a voluta (Figura
4D) é compacta, evitando a passagem de sólidos grandes. A lei
empírica é de que a bomba só permitirá a passagem de sólidos esféricos
com diâmetro igual a ¼ do diâmetro da tubulação de sucção.
A maioria das bombas centrífugas necessitam que a sua carcaça seja
enchida com água (manualmente preparadas) antes da partida.
Auto-escorvante é um termo usado para geralmente descrever
muitos tipos de bombas centrífugas. Isto muito simplesmente significa
que a bomba tem a capacidade de purgar ar de suas carcaça
e mangueira de sucção criando assim um vácuo parcial que permite
à água fluir livremente dentro da bomba. Todas as bombas Multiquip
Uma vantagem que estas bombas têm em relação a modelos de bombas
centrífugas para sólidos em suspensão de tamanho semelhante é o seu
baixo custo inicial. Há várias razões para esta diferença. São utilizados
motores de menos potência que são menores e mais eficientes quanto ao
combustível. Os selos mecânicos, desde que não estejam sujeitos a condições
severas de funcionamento, podem ser feitos com material de menor custo.
Além disso, as carcaças, menores e com menos peças usinadas, quando
combinadas com motores menores tornam as bombas muito mais leves.
são por definição auto-escorvantes. A água passando através da bomba
traz com ela sólidos e outros materiais abrasivos que irão gradualmente
desgastar o impulsor ou a voluta. Este desgaste pode aumentar a distância
entre o impulsor e a voluta resultando em fluxos e elevações diminuídos,
e tempos de preparação mais longos. Inspeção periódica e manutenção
são necessárias para manter as bombas funcionando como novas.
Outro componente chave na bomba é o seu selo mecânico. Este
componente sustentado com mola é composto de duas faces, uma
4
Bombas Centrífugas de Alta Pressão
Bombas centrífugas de alta pressão são projetadas para uso em
aplicações que requerem descargas a altas pressões e baixos
fluxos. Empreiteiros podem usá-las para lavar equipamento no
local de trabalho como também as instalar em reboques de água.
Outros usos incluem irrigação e como bombas auxiliares de
emergência em áreas onde há um alto risco de incêndio.
Tipicamente estas bombas têm descarga em torno de 380 LPM e
alcançam elevações superiores a 73 metros. A bomba pode ter uma
tomada de sucção de até 2" e até três saídas de descarga de
tamanhos variados para aumentar a versatilidade. Os impulsores usados
nestas bombas têm um projeto fechado (Figura 4C) e não aberto como os
usados em outros tipos de bombas centrífugas. Assim também o difusor
(Figura 4F) é mais compacto que o de uma voluta regular para gerar
descargas em altas pressões.
Estas bombas devido ao seu projeto não são capazes de operar água
com qualquer tipo de sólido ou mesmo arenosa. Lodo, areia ou entulho
entupirá quase que imediatamente a bomba se for permitida a sua
entrada na carcaça. Além disso, o impulsor e o difusor podem ser
feitos de alumínio, em lugar de ferro fundido resistente ao desgaste,
uma vez que eles não são sujeitos a materiais abrasivos. É
recomendado que uma rede de malha seja sempre colocada sobre
a peneira da sucção se a bomba estiver sendo usada em água suja.
Bombas Centrífugas para Sólidos em Suspensão
Bombas para sólidos em suspensão oferecem outra vantagem que é a de
poderem ser rápida e facilmente desmontadas para manutenção ou inspeção.
Enquanto que bombas padrão necessitam de ferramentas especiais
que nem sempre estão disponíveis, se pode ter acesso ao interior de uma
bomba para sólidos em suspensão com ferramentas comuns. Os clientes
ocasionalmente perguntam por que uma bomba para sólidos em suspensão
custa mais do que uma bomba centrífuga. Um grande motivo é que as
bombas para sólidos em suspensão necessitam de motores de mais alta
potência. O impulsor é projetado com duas pás em ferro fundido (Figura 4B)
e uma voluta grande (Figura 4E) necessária para dirigir o volume maior de
água e entulho. O selo mecânico — assim como o impulsor e a voluta — é
escolhido pela sua resistência à abrasão e a maioria das peças para a carcaça
são usinadas. Enquanto que há um custo inicial mais alto, deve ser notado
que isto é recuperado pela redução em manutenção, durante a vida da bomba.
Bombas de Diafragma
Bombas de diafragma usam um projeto de deslocamento direto
melhor que a força centrífuga para mover a água através da carcaça.
Isto significa que a bomba fornecerá uma quantidade específica de
descarga por golpe, revolução ou ciclo.
Versões movidas a motor são as mais comuns e tipicamente usam
o eixo motor para girar uma biela de compensação que é acoplada
a um diafragma flexível. A biela alternadamente levanta (expande) e
abaixa (comprime) o diafragma a uma taxa de 60 ciclos por
minuto (RPM).
Bombas centrífugas para sólidos em suspensão têm o seu
nome devido à sua capacidade para operar com grandes quantidades
de sólidos, e serem a escolha preferida dos empreiteiros e da indústria
de aluguel. Os tamanhos mais comuns são na faixa de 2" a 6" com
descargas de 750 a 6.000 LPM e elevação de até 45 metros.
Figura 5A
CAIXA DE ENGRENAGENS
CÂMARA DE
COMPENSAÇÃO
A lei empírica é que uma bomba de sólidos geralmente opera com sólidos
esféricos de diâmetros até a metade do diâmetro de admissão da sucção.
Sólidos (paus, pedras e refugos) passam sem entupir, tornando-as o ideal
para as condições de água tipicamente encontradas em obras. Bombas
para sólidos em suspensão operam com até 25% do volume em sólidos.
CENTRÍFUGA
DE REFUGO
BIELA
VÁLVULA
CHAPELETA
DE
DESCARGA
DE ALTA PRESSÃO
IMPULSORES
DIAFRAGMA
VÁLVULA
CHAPELETA
DE
ADMISSÃO
Bomba de Diafragma — Curso da Sucção
Figura 5B
CAIXA DE ENGRENAGENS
CÂMARA DE
COMPENSAÇÃO
A
B
C
BIELA
VOLUTAS
VÁLVULA
CHAPELETA
DE
DESCARGA
DIAFRAGMA
D
Figura 4
E
Bomba de Diafragma — Curso da Descarga
F
5
VÁLVULA
CHAPELETA
DE ADMISSÃO
PROJETOS DE BOMBAS COMUNS DE 2 "
Padrão
De Alta Pressão
Para Sólidos em Suspensão
De Diafragma
economia de dinheiro e eliminando uma fonte potencial de problemas. A
bomba só é limitada pelo alcance da descarga que ela é capaz de produzir.
Um vácuo é criado dentro da carcaça da bomba cada vez que o
diafragma é elevado (Figura 5A). Isto abre a válvula de admissão e
veda a válvula de descarga permitindo que água e ar entrem na
bomba. Quando o diafragma é abaixado a pressão resultante veda a
admissão e abre a válvula de saída que purga a água e o ar da
carcaça da bomba (Figura 5B). Ao contrário dos projetos centrífugos
a água dentro da carcaça é deslocada diretamente e nenhuma
recirculação acontece.
As bombas também podem ser classificadas pelo tamanho do motor e
voltagem necessária. Unidades menores, com motores de 1/3 e 1/4 HP e
115 Volts são ideais para uso de proprietários residenciais ou obras de serviço
leve. Empreiteiros de retirada de água experientes escolherão freqüentemente bombas com 230/460 Volts e motores trifásicos que oferecem
desempenho mais alto e menor custo para operações prolongadas.
Bombas de diafragma são comumente chamadas porcas de lama,
galinhas de lama e ventosas de lama. Seus nomes refletem a sua
popularidade em aplicações onde profundidades rasas e lamacentas
de água tornam ineficientes as bombas centrífugas.
Uma bomba de diafragma fornece a mais baixa taxa de descarga e
elevação em comparação com qualquer bomba do empreiteiro. Os
modelos mais populares são os de 2 e 3 polegadas a gasolina
produzindo descargas na faixa de 190 a 320 LPM. Elas têm a capacidade
para deslocar o ar sem perder o arraste e de operar água com um
teor de sólidos maior que 25% em volume.
Aplicações em infiltrações lentas são as utilizações mais comuns para
bombas de diafragma. Estas condições existem em qualquer vala ou
escavação onde água subterrânea infiltra-se lentamente no local de
trabalho e em áreas com lençóis d'água altos. Nestes ambientes bombas
centrífugas ficam impossibilitadas de funcionar eficientemente pois os seus
altos volumes de descarga combinados com baixos níveis de água lhes
causam perder rapidamente o poder de arraste. Outra vantagem de
Bombas elétricas submersíveis típicas
projeto é que bombas de diafragma não correm o risco de se danificarem
operando em seco por longos períodos de tempo. Visto que não existem
existem nem impulsor nem voluta, as únicas peças a serem desgastadas
são as válvulas chapeleta (admissão e saída) junto com o diafragma.
Os motores das bombas têm eixo vertical para girar o impulsor e
alcançar a velocidade necessária para criar a pressão de descarga.
A água flui através do fundo e é descarregada pela parte de cima
da carcaça de bomba. Bombas de refugo submersíveis usam um
projeto de turbilhonamento que permite à bomba lidar com alguns
sólidos sem que passem pela carcaça.
Bombas Submersíveis
Poucos artigos oferecem um rápido retorno de investimento e uma
longa vida útil como as bombas submersíveis. Seu projeto compacto e
aerodinâmico colocam-nas como o ideal para poços e outros serviços
onde o espaço é limitado. Uma companhia típica de aluguel pode ter
em estoque bombas de tamanhos de 2 a 6 polegadas operando com
descargas que variam de 170 a 3000 LPM e elevações de até 42m.
Combinações entre eletricidade e água trazem obviamente um certo
elemento de risco. Mais adiante, fica difícil e freqüentemente impossível
saber se há um problema, uma vez que a bomba estará submergida.
Por causa disso a bomba deve oferecer algumas proteções embutidas
para assegurar segurança e resguardo contra dano ao equipamento.
Submersíveis, elas têm a vantagem de serem capazes de trabalhar no
suprimento de água. Como conseqüência a submersível não é sujeita às
limitações de elevação de sucção como as outras bombas típicas do
empreiteiro. Nenhuma mangueira de sucção é necessária, permitindo
Uma bomba de alta qualidade terá seu motor alojado em um
compartimento à prova d'água e equipado com sensores térmicos de
sobrecarga que parem o motor impedindo dano de superaquecimento.
Bombas também devem ser usadas com circuitos protegidos GFCI.
6
Alguns fabricantes podem optar por escolher de listar as suas
bombas em um laboratório de testes independente. Há muitos
laboratórios porém os mais comuns na América do Norte são
Underwriter’s Laboratories (UL) e o Canadian Standards Association
(CSA).
A manutenção é mínima e geralmente consiste de inspecionar
periodicamente a fiação elétrica e o lubrificante do selo mecânico.
Não há nenhuma das preocupações comuns com bombas de
acionamento motor tais como ruído, combustível ou emissões.
Caixas de controle e chaves de bóia estão disponíveis para
operação desacompanhada de bombas submersíveis. As caixas
fornecem proteção contra oscilações de voltagem e faseamento
incorreto enquanto as chaves de bóia ligam e desligam a bomba de
acordo com as variações dos níveis de água. Vários acessórios
diferentes estão disponíveis, porém deve ser tomado cuidado
para que sejam satisfeitas as exigências elétricas da bomba.
Terminologia de Bomba
Em qualquer área que trabalhe com bombas é
necessário um conhecimento da terminologia
comum nas suas aplicações.
Foi explicado anteriormente que bombas elevam água
com a ajuda de pressão atmosférica, pressurizando-a
e a descarregando a partir da sua carcaça.
A elevação útil de sucção, a nível do mar, é de 25 pés (7,6m).
As especificações publicadas pela maioria dos fabricantes
de bombas indicam-na como elevação máxima de sucção.
O desempenho da bomba é medido pelo volume da
descarga em litros por minuto e na pressão de
elevação . Em geral acontece uma compensação entre
elevação e descarga com um aumento na elevação
causando uma diminuição na descarga ou vice-versa.
Elevação se refere a ganhos ou perdas em pressão
causados pela gravidade e atrito pois a água se move através
do sistema (Figura 6). Ela pode ser medida em lbs/in² (PSI) ou kgf/cm² mas é
comumente indicada em pés (metros) de água em especificações publicadas.
Para ilustrar isto considere que uma bomba de refugo Multiquip de 3" é indicada
com uma elevação máxima de 90 pés (27m). Uma bomba deve produzir
1 PSI para elevar verticalmente uma coluna de água de 2,31 pés (0,70m).
Então, dividindo o índice de elevação máxima de uma bomba por 2,31
se obterá a capacidade máxima de pressão da bomba.
90 (pés/elevação) ÷ 2,31 (pés/elevação) = 38,96 PSI (2,74kgf/cm²)
Da mesma forma, multiplicando 2,31 pela capacidade máxima de
pressão da bomba se obterá o índice de elevação máxima da bomba.
2,31 (pés/elevação) x 38,96 PSI = 90 (pés/elevação) (27m)
Dependendo de como a medida é tomada, a elevação da sucção e
a elevação da descarga podem também ser chamados estáticos ou
dinâmicos. Estática indica que a medida não leva em conta o atrito
causado pela água se movendo através da mangueira ou tubos. Dinâmica
indica que perdas devido ao atrito foram consideradas no desempenho.
ELEVAÇÃO
TOTAL
ELEVAÇÃO DE DESCARGA
TOTAL
ELEVAÇÃO TOTAL DE SUCÇÃO
Figura 7
Os seguintes termos são normalmente usados quando se faz
referência a elevação ou alcance:
Elevação Estática de Sucção — A distância vertical da linha de
água para a linha de centro do impulsor.
Elevação Estática de Descarga — A distância vertical da saída
de descarga até o ponto de descarga ou o nível do líquido quando
a descarga é feita no fundo de um tanque de água.
Elevação Dinâmica de Sucção — A elevação estática de sucção mais
o atrito na linha de sucção. Também chamada de Elevação Total de Sucção.
Elevação Dinâmica de Descarga — A elevação estática de descarga
mais o atrito na linha de descarga. Também chamada de Elevação
Total de Descarga.
Elevação Dinâmica total — A Elevação Dinâmica de Sucção mais a
Elevação Dinâmica de Descarga. Também chamada de Elevação Total.
Figura 6 — Perdas por atrito
7
Fatores de Bombeamento
Temperatura da água e elevação de sucção têm uma relação inversa.
Com o aumento da temperatura da água a elevação útil de sucção vai
diminuindo, porque água quente conduz mais ar, fazendo a bomba
perder capacidade de arraste. Se a água está muito quente, pode
ser necessário localizar a bomba abaixo do nível da água. Isto
cria uma elevação líquida de sucção direta (NPSH). Sempre seja
cauteloso quando bombear água quente, pois ela pode danificar sua
bomba. É recomendável contatar o fabricante da bomba para
determinar a máxima temperatura de operação.
A altitude na qual uma bomba é operada aumentará ou diminuirá o
seu desempenho. Em altitudes maiores a pressão atmosférica
está diminuída reduzindo a elevação de sucção. Por isto a bomba
deve ser posicionada tão perto da fonte de água quanto possível.
A Tabela 1 mostra elevações de sucção a várias altitudes.
TABELA 1 — Elevação de Sucção a Várias Altitudes
Altitude
Elevação de Sucção em Metros
Nível do mar
3,0
4,6
6,1
7,6
600m
2,7
4,0
5,4
6,7
1200m
2,4
3,6
4,8
6,0
1800m
2,1
3,2
4,2
5,3
2400m
1,9
2,8
3,8
4,7
3000m
1,7
2,6
3,4
4,3
O Teste de Vácuo
Cada vez que a bomba é devolvida de um aluguel, é conveniente
fazer um teste de vácuo simples para determinar as capacidades de
bombeamento e arraste do seu equipamento. Este teste leva apenas
alguns segundos, e de nenhuma maneira requer um técnico qualificado.
A altitude afeta desempenho de motores. Uma regra empírica diz
que motores a gasolina e a diesel perderão 3% de sua potência para
cada 300 metros de elevação. Isto é devido ao “ar rarefeito” ou à falta
de oxigênio no ar a maiores altitudes. A velocidade reduzida do motor
diminui o fluxo e o alcance em altura. A Tabela 2 mostra percentual
de queda no desempenho à medida que a altitude aumenta.
Para executar o teste de vácuo, a carcaça da bomba deve ser enchida
com água e uma pequena quantidade de graxa ser aplicada no lado
emborrachado do manômetro de vácuo. O porta de descarga deve
estar aberta e livre de obstrução. Após dar partida na máquina e
levá-la à RPM adequada, simplesmente aplique o conjunto de medição
de vácuo na abertura de sucção. Em poucos segundos, um vácuo vai
começar a se desenvolver e o medidor deve permanecer em posição
durante o teste.
Muitos fabricantes de motores apresentam métodos para superar esta
perda oferecendo cabeçotes do motor para altitude, bem como também
gicleur de carburador e filtros de ar projetados para uso em altitude.
TABELA 2 — Perda de Desempenho a Várias Altitudes
Altitude
Fluxo de Descarga Elevação de Descarga
Nível do mar
100%
100%
600m
97%
95%
1200m
95%
91%
1800m
93%
87%
2400m
91%
83%
3000m
88%
78%
Manômetro
Se a medida de vácuo indicar
de Vácuo
25", então fica assegurado
que a bomba é capaz de
elevar água a 7,6 metros
(assumindo-se que a
mangueira de sucção e
acessórios estão corretamente colocados). Se este teste é
executado a cada vez que uma bomba for enviada em aluguel,
você pode eliminar reclamações do cliente sobre incapacidade
da bomba operar. Se a bomba foi conferida e puxar 25" de vácuo,
então o problema estará em outro lugar e você deve consultar o
Guia de Procura de Defeito da Bomba.
SELECIONANDO A BOMBA ADEQUADA PARA CONDIÇÕES TÍPICAS
Aplicação
Centrífuga
Padrão
Água Limpa
Água Lodosa
Água Suja
Água Barrenta
Água com Silte
Água Abrasiva
Água com Alto teor de Sólidos
Água de Fossa de Infiltração Lenta
Água de Fossa de Infiltração Rápida
Tanque Séptico
Poços de Inspeção
X
X
X
X
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de Diafragma
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para Sólidos em Suspensão Submersível
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Guia de Procura de Defeito da Bomba
Se você receber chamadas do campo informando que a
bomba não está funcionando corretamente, a lista seguinte pode
lhe ajudar a determinar o problema.
Se a bomba não fornece água suficiente:
■ O motor pode não estar desenvolvendo a velocidade nominal.
■ Peneira, válvula de admissão ou a linha de sucção podem estar entupidas.
■ Linha de sucção ou acessórios podem estar com vazamento de ar.
■ Selo mecânico pode estar gasto e vazando ar ou água. Verifique
o orifício de drenagem.
■ Pode haver muita folga entre impulsor e a voluta devido a
desgaste. Para melhor desempenho consulte as recomendações
do fabricante para o ajuste adequado.
■ A água pode estar quente demais para a elevação de sucção
utilizada (Quando a temperatura da água ultrapassar 15,5°C,
a elevação útil de sucção diminuirá) tornando difícil a operação.
Pode ser necessário substituir a água na carcaça da bomba
por água fria.
Fazendo Sua Bomba Durar
A lista de conferência seguinte pode lhe ajudar a manter suas bombas
em ótimas condições. Inspecione os seguintes pontos mensalmente:
■ Velocidade de arrastamento
■ Capacidade
■ Ruído na carcaça da bomba
■ Juntas e anéis O-ring
■ Revestimento interno da mangueira de sucção pode ter-se
deteriorado. Este revestimento de borracha dentro das camadas
do material pode ter sido arrastado sob o vácuo criado pela bomba.
■ Mangueira, arruelas da mangueira e peneira de sucção
■ Elevação de sucção pode ser alta demais. Com elevação de 7,6m a
bomba fornece cerca de 50% da água que fornece com elevação de 3m.
■ Nível de óleo do cárter
■ A mangueira de sucção pode ser muito comprida, causando
perda excessiva por atrito e reduzindo a capacidade da bomba.
■ Condição da vela de ignição
■ Filtro de ar
■ Elev. de descarga pode ser alta demais. Verifique perdas por atrito
na mangueira ou tubulação. Troca por diâmetro maior pode solucionar.
■ Ruído incomum no motor
Se a bomba não desenvolve pressão suficiente:
■ Ajuste do carburador
■ Motor pode não estar funcionando com sua velocidade nominal.
■ Selo mecânico pode estar vazando. Confira o orifício de drenagem.
■ Pode haver muita folga entre o impulsor e o corpo da bomba ou a
voluta devido a desgaste. Para bom desempenho, consulte
as instruções do fabricante para ajuste adequado.
■ Vazamento de ar ou gá ua na vedaçoã do eixo
Inspecione os seguintes itens do funcionamento do motor:
■ RPM adequada
A cada seis meses, confira o desgaste do impulsor, e a folga
entre a face de impulsor e a voluta. Veja as recomendações do
fabricante. Confira a vedação do eixo quanto a desgaste, como
também a manga de eixo. Limpe as passagens da carcaça e voluta.
Se a bomba não escorva corretamente:
■ Tenha certeza que a carcaça da bomba está cheia d'água.
■ Olhe na linha de sucção ou acessórios. Verifique se todos os
acessórios estão apertados e tenha a certeza de que não há
nenhum vazamento na própria mangueira.
■ Selo mecânico pode estar gasto e vazando ar.
■ Borracha da válvula de admissão pode estar congelada na sede.
■ Bomba pode estar funcionando muito lentamente.
■ A folga entre o impulsor e o corpo da bomba ou da voluta pode
estar muito grande devido a desgaste. Confira a instrução do
manual do fabricante para ajuste adequado.
■ Elevação de sucção pode ser muito alta. Ao nível do mar não deve
ser usada com elevação além de 7,6m entre o nível da água e o
centro do impulsor. Mantenha a bomba tão próxima da fonte de água
quanto for seguramente possível.
■ Linha de sucção ou peneira de sucção podem estar entupidas.
Sugestões para Armazenagem de Bombas
■ Escoe completamente a água da carcaça da bomba para
prevenir dano por congelamento.
■ Se a drenagem completa não for possível, coloque uma pequena
quantidade de anticongelante na carcaça e gire o eixo
de bomba para garantir a mistura.
■ Vede as aberturas de sucção e descarga para prevenir a
entrada de detritos ou outro material estranho.
■ Se a bomba tem uma vedação lubrificada a óleo, escoe o
óleo da cavidade do selo e reencha com Óleo de
Motor 30.
■ Para vedações refrigeradas a água, coloque cerca de meio litro
de óleo lubrificante (novo ou usado) pela abertura de descarga
da bomba e opere a máquina durante algum tempo. Isto
irá prevenir corrosão excessiva e também manterá o selo
mecânico lubrificado.
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Glossário
Travamento por ar — Uma condição que acontece quando o
corpo da bomba centrífuga está cheio de ar e um vácuo não
pode mais ser formado, permitindo que a água entre na bomba.
Escorva — A criação de um vácuo dentro da carcaça da bomba.
Carcaça da Bomba — O corpo de bomba ou cobertura. Dependendo do
projeto pode ser feito de plástico, alumínio, ferro fundido ou aço inoxidável.
Auto-escorva — A capacidade que uma bomba tem para purgar ar
do seu sistema, criando uma área de baixa pressão que permite
à água fluir no interior de sua carcaça.
Capacidade é a capacidade de manobra com água de uma bomba,
expressa normalmente em litros por minuto (LPM) ou litros por hora (LPH).
Cavitação é um fenômeno que causa a formação de bolsas de vácuo
dentro da bomba e que eventualmente implode sob pressão
causando microfissuração na superfície do impulsor e da voluta.
Calços para vibração — Calços de borracha usados para amortecer vibração
da máquina e ajudar a evitar que a bomba “caminhe para longe".
Defensas de montagem — Suportes da bomba e do motor montadas em uma base.
Portas de Limpeza — Em bombas de refugo há uma tampa removível para
acesso fácil ao interior da carcaça da bomba para remoção de qualquer entulho.
Infiltração lenta — Água que escoa lentamente em uma vala ou área
de trabalho proveniente da circunvizinhança. Possivelmente causada por
vazamento ou lençol d'água.
Remoção de água — A remoção de água indesejável, limpa
ou suja, mas isenta de material perigoso.
Difusor — Um revestimento estacionário semelhante a um voluta
no qual o impulsor gira. De projeto compacto, ele permite à bomba
alcançar elevações/pressões mais altas.
Mangueira de descarga — Uma mangueira desmontável usada na
porta de descarga da bomba.
Sólidos — Qualquer partícula que atravessa a bomba: lama, areia,
pedra ou outro detrito.
Estático — causado pelo peso sem movimento, o oposto de dinâmico.
Peneira — Um acessório no fim da mangueira de sucção que previne a
entrada na bomba de sólidos maiores que o previsto.
Aliviador de tensões — Um suporte que previne que o fio elétrico de uma
bomba submersível seja arrancado acidentalmente da carcaça.
Porta de descarga — O mesmo que saída. O ponto onde a
mangueira ou tubo de descarga é conectado à bomba.
Tomadas de drenagem — Tomadas removíveis usadas para drenar
a água da bomba durante períodos de inatividade
Mangueira de sucção — Uma mangueira reforçada na extremidade
de sucção de uma bomba, através da qual a água flui.
Dinâmico — Se refere a movimento, em oposição a estático.
Porta de sucção — O mesmo que admissão. O ponto onde a mangueira
de sucção ou tubo é conectado à bomba.
Sistema — o conjunto de mangueiras, tubos e válvulas ligados à bomba.
Válvula Chapeleta — Borracha moldada ao redor de um chapa
de aço pesada que veda a admissão ou a saída, evitando da
água entrar ou sair da bomba.
Sensores Térmicos de Sobrecarga — Uma característica construtiva
interna ao motor de bomba submersível que o desliga se a temperatura
operacional se torna muito alta.
Armação — Uma estrutura tubular de aço, envolvente, que
oferece proteção para a carcaça e motor. Estas armações
podem facilitar armazenagem (empilhamento) e levantamento.
Viscosidade — A resistência ao fluxo de um líquido a uma determinada
temperatura. Líquidos de alta viscosidade como o óleo de motor são mais
resistentes ao fluxo que a água.
Perda de atrito se refere a reduções do fluxo devido à turbulência
da água passando por mangueiras, tubos, encaixes e cotovelos.
Material perigoso — Qualquer líquido volátil, explosivo ou
inflamável que requer manipulação especial e que não deva
ser usado com uma bomba de retirada d'água.
Voluta — Uma compartimento estacionário dentro da carcaça da bomba
no qual o impulsor gira. É usado para separar ar e água.
Golpe de aríete — Energia transmitida devido a uma obstrução súbita do
fluxo de água para fora da bomba.
Placa de desgaste — Um peça substituível auxiliar de aço que se
ajusta dentro do voluta ou da tampa da sucção de uma bomba. Ajuda a
formar um vácuo com o impulsor e reduz o custo de peças de reposição.
Altura de Elevação — Uma medida de pressão expressa
tipicamente em pés (metros) ou lb/in² (kgf/cm²).
Impulsor — Um disco com pás múltiplas. É fixado à bomba
ou ao motor e é usado para criar a força centrífuga necessária
para mover a água através da carcaça da bomba.
Orifício de drenagem — Uma pequena abertura no lado debaixo da
bomba onde ela é conectada ao motor. Permite a detecção rápida
de um vazamento antes da água vazar no coletor de óleo da máquina.
Selo mecânico — Uma peça de uso comum que faz uma vedação
entre a bomba e a máquina ou motor. Também impede vazamento
de água na máquina ou motor.
Elevação Líquida de Sucção Direta (NPSH) — fluxo direto de
água para o porta de sucção de uma bomba.
Curvas de Desempenho — gráfico do fluxo de água comparando
elevação com descarga nominal.
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Notas
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