DIMENSIONAMENTO DE BOMBAS SUBMERSAS
A compra de uma bomba submersa exige alguns cuidados, pois deles dependem os resultados esperados. Estes se apresentam
basicamente em dispor da quantidade de água desejada ou disponível sem desperdício de energia elétrica, sem alterações na sua
qualidade e obtendo a maior vida útil do equipamento. Uma boa compra leva em conta o comprometimento do fornecedor com a
qualidade, com o fornecimento de peças e com o suporte técnico.
A bomba submersa é um dos complementos do poço tubular profundo e ao construí-lo e equipá-lo, não é recomendável levar
em consideração apenas os menores preços praticados no mercado. Procedendo desta forma, o usuário poderá sofrer perdas muito
maiores ao longo da vida útil deste equipamento, do que a economia aparentemente obtida em sua aquisição.
Estas perdas se refletem na qualidade da água, na durabilidade dos materiais, em períodos sem abastecimento, em retiradas e
instalações desnecessárias, em perda de produção dos bens a que ela se destina, entre outros. Procurar uma boa orientação técnica
é da maior importância e com o propósito de auxiliar e valorizar o seu investimento, apresentamos algumas informações básicas.
A bomba submersa impulsiona a água de um poço tubular profundo até um reservatório. Alguns cuidados em relação ao seu
correto dimensionamento, assim como em sua adequada instalação são muito importantes. Estes fatores pesam nos resultados
finais do projeto e devem ser realizados por profissionais qualificados, a partir da maior quantidade possível de informações sobre o
poço. Desta forma, evita-se que a bomba venha a trabalhar subdimensionada (não atendendo a vazão especificada) ou
superdimensionada (resultando em cortes no bombeamento). Além disso, o correto dimensionamento permitirá que seja instalada
uma bomba submersa de potência ideal com melhor custo x benefício, ou seja, o abastecimento desejado, com menor consumo de
energia e vida útil prolongada.
Outros aspectos, como cuidados com segurança implicados na obra e na utilização do equipamento, assim como a
disponibilidade de energia para alimentação do equipamento também devem ser observados. É fundamental, portanto, que todo
projeto seja executado por profissional habilitado, pois no que toca também a rede hidráulica, há necessidade de se considerar
entre outros fatores, a resistência da tubulação ao peso, pressão e golpes de aríete.
Apresentamos a seguir, um roteiro simplificado para dimensionar bombas submersas:
INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS PARA CÁLCULO DA ALTURA MANOMÉTRICA TOTAL (AMT) PARA BOMBAS SUBMERSAS:
Diâmetro do poço (Ø): 4” ou 6”;
Tensão e número de fases da rede de alimentação: monofásica ou trifásica, nas voltagens 127/220/254/380/440V;
Vazão desejada: em m³/h;
Nível dinâmico (ND): comprimento medido da superfície do terreno até o nível d’água estabilizada em bombeamento;
Nível da bomba submersa (NBS): ponto em que a bomba está instalada em metros;
Desnível do poço até o reservatório de água (N): altura em metros do poço até a caixa d’água, considerando o desnível do terreno
mais a altura da caixa d’água;
Distância do poço até o reservatório (D): em metros;
Bitola e material do tubo edutor : metálico (galvanizado) ou plástico (PVC), seu diâmetro interno em polegadas ou milímetros. Não
deve-se desmerecer as perdas de carga nas tubulações, pois com freqüência elas implicam em sobrecarga de custos para o usuário.
Representação simplificada para fins de dimensionamento
(Não contempla diversos elementos que compõem um poço tubular profundo)
DIMENSIONAMENTO DE
BOMBAS SUBMERSAS
CAIXA
ABRIGO DO
QUADRO DE
COMANDO
N
D
ND
NBS
Ø POÇO
1
DIMENSIONAMENTO DE BOMBAS SUBMERSAS
Para obter a Altura Manométrica Total (AMT):
AMT = ND + N + (NBS x % perdas) + (D x % perdas) em mca (metros de coluna d’água)
Os percentuais de perdas podem ser obtidos nas tabelas de Perdas em Tubulações Plásticas ou Metálicas (disponíveis na Pasta
de Curvas Características Vanbro ou em www.vanbro.com.br) e são multiplicados pelo comprimento da rede hidráulica.
Exemplo – No caso de 5% de perdas, multiplica-se o comprimento por 0,05 e soma-se este valor à altura manométrica total.
Levam-se também em consideração, o material dos tubos e seu diâmetro interno para uma determinada vazão. Caso hajam bitolas
ou materiais diferentes em determinados trechos, calcula-se os seus percentuais de perdas em separado.
Segue abaixo um pequeno comparativo para visualizar algumas consequências implicadas no dimensionamento de bombas
submersas:
Exemplo nº 1:
DADOS DO SISTEMA
DIÂMETRO DO POÇO: 6”
REDE DE ALIMENTAÇÃO: 380V trifásica
NÍVEL DINÂMICO (ND): 64 m
NÍVEL DA BOMBA SUBMERSA (NBS): 80 m
DESNÍVEL (N): 100 m
DISTÂNCIA (D): 700 m
VAZÃO DESEJADA(Q): 8,0 m³/h
DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO: tubo galvanizado com diâmetro de 1¼” da bomba até a saída do poço e o restante da tubulação até a
caixa d’água de PVC de 1½”.
CÁLCULO DA ALTURA MANOMÉTRICA TOTAL:
AMT = ND + N + (NBS x % PERDAS) + (D x % PERDAS)
PERDAS DE CARGA EM METROS PARA CADA 100 METROS (%) DE TUBOS NOVOS METÁLICOS
VAZÃO
3
m /h
Litros/h
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
12,5
15,0
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
12500
15000
Litros/
min
16,67
25,00
33,33
41,67
50,00
58,33
66,67
75,00
83,33
100,00
116,67
133,3
150,00
166,67
208,33
250,00
1"
25
2,74
5,87
10,09
15,34
21,62
28,88
37,12
46,32
56,40
79,56
1¼"
32
0,82
1,76
3,02
4,60
6,48
8,66
11,13
13,89
16,93
23,85
31,87
40,90
51,12
62,31
1½"
40
0,36
0,76
1,31
1,99
2,80
3,74
4,81
6,00
7,32
10,31
13,78
17,7
22,10
26,94
40,98
57,73
2"
50
0,08
0,17
0,29
0,44
0,61
0,82
1,04
1,30
1,58
2,21
2,94
3,76
4,68
5,68
8,59
12,03
DIÂMETRO NOMINAL INTERNO – Pol e mm
2½"
3"
4"
5"
65
80
100
125
0,07
0,12
0,18
0,25
0,34
0,43
0,53
0,65
0,91
1,21
1,55
1,92
2,34
3,53
4,95
0,06
0,09
0,11
0,14
0,18
0,22
0,31
0,41
0,52
0,65
0,79
1,19
1,67
0,05
0,08
0,10
0,13
0,16
0,19
0,29
0,41
0,07
0,10
0,14
6"
150
8"
205
10”
250
12”
300
0,06
PERDA DE CARGA EM METROS PARA CADA 100 METROS (%) DE TUBOS NOVOS DE PVC
VAZÃO
m3/h
Litros/h
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
12,0
14,0
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
12000
14000
Litros/
min
16,67
25,00
33,33
41,67
50,00
58,33
66,67
75,00
83,33
100,00
116,67
133,3
150,00
166,67
200,00
233,33
1"
25
1,20
2,60
4,00
6,00
9,00
11,00
14,00
16,00
18,00
25,00
35,00
45,00
55,00
1¼"
32
0,38
0,86
1,40
2,00
2,80
3,60
4,00
5,00
5,70
8,00
12,00
15,00
18,00
22,00
30,00
43,00
1½"
40
0,14
0,28
0,44
0,70
0,95
1,30
1,50
1,80
2,00
2,80
4,00
5,00
6,00
8,00
10,00
14,00
DIÂMETRO NOMINAL INTERNO - Pol e mm
2"
2½"
3"
50
60
75
0,02
0,13
0,05
0,18
0,07
0,04
0,28
0,10
0,06
0,40
0,15
0,07
0,50
0,18
0,10
0,60
0,22
0,11
0,70
0,26
0,14
0,85
0,30
0,17
1,20
0,40
0,22
1,80
0,60
0,32
2,10
0,70
0,40
2,60
0,85
0,48
3,00
1,20
0,60
4,30
1,50
0,80
6,00
2,00
1,10
4"
100
5"
125
6"
150
0,03
0,04
0,05
0,07
0,10
0,12
0,15
0,18
0,25
0,32
0,03
0,04
0,05
0,06
0,08
0,10
0,02
0,03
0,04
0,06
2
DIMENSIONAMENTO DE BOMBAS SUBMERSAS
De acordo com as tabelas, a perda para uma vazão de 8,0m³/h em tubulação metálica de 1¼” será de 40,9% e a perda para
uma vazão de 8,0m³/h em tubulação PVC de 1½” será de 5,0%. Desta forma:
AMT = 64 + 100 + (80 x 0,409) + (700 x 0,05) = 231,7 MCA
Consultando as opções disponíveis nas Curvas Características Vanbro, pode-se verificar que a bomba submersa mais indicada
será o modelo = VBUP62 11,0HP 6” 20 estágios trifásica 380V para 8,0m³/h em 241 MCA.
Pode-se observar que foi selecionada uma bomba com altura manométrica um pouco superior a calculada. Sempre devemos
escolher uma altura igual ou maior que a calculada até um máximo de 10%. Na escolha da bomba, ela deve estar dentro da faixa em
negrito da tabela. Se duas bombas atendem ao ponto de trabalho, deve-se primeiro optar pela de menor potência. Caso as duas
tenham a mesma potência, deve-se escolher o modelo com menor quantidade de estágios.
Exemplo nº 2 - mesmo sistema apenas alterando a bitola dos canos:
DADOS DO SISTEMA
DIÂMETRO DO POÇO: 6”
REDE DE ALIMENTAÇÃO: 380V trifásica
NÍVEL DINÂMICO (ND): 64 m
NÍVEL DA BOMBA SUBMERSA (NBS): 80 m
DESNÍVEL (N): 100 m
DISTÂNCIA (D): 700 m
VAZÃO DESEJADA(Q): 8,0 m³/h
DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO: tubo galvanizado com diâmetro de 1½” da bomba até a saída do poço, e tubo PVC de 2” do poço até a
caixa d’água.
CÁLCULO DA ALTURA MANOMÉTRICA TOTAL:
AMT = ND + N + (NBS x % PERDAS) + (D x % PERDAS)
PERDAS DE CARGA EM METROS PARA CADA 100 METROS (%) DE TUBOS NOVOS METÁLICOS
VAZÃO
3
m /h
Litros/h
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
12,5
15,0
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
12500
15000
Litros/
min
16,67
25,00
33,33
41,67
50,00
58,33
66,67
75,00
83,33
100,00
116,67
133,3
150,00
166,67
208,33
250,00
1"
25
2,74
5,87
10,09
15,34
21,62
28,88
37,12
46,32
56,40
79,56
1¼"
32
0,82
1,76
3,02
4,60
6,48
8,66
11,13
13,89
16,93
23,85
31,87
40,9
51,12
62,31
1½"
40
0,36
0,76
1,31
1,99
2,80
3,74
4,81
6,00
7,32
10,31
13,78
17,70
22,10
26,94
40,98
57,73
2"
50
0,08
0,17
0,29
0,44
0,61
0,82
1,04
1,30
1,58
2,21
2,94
3,76
4,68
5,68
8,59
12,03
DIÂMETRO NOMINAL INTERNO – Pol e mm
2½"
3"
4"
5"
65
80
100
125
0,07
0,12
0,18
0,25
0,34
0,43
0,53
0,65
0,91
1,21
1,55
1,92
2,34
3,53
4,95
0,06
0,09
0,11
0,14
0,18
0,22
0,31
0,41
0,52
0,65
0,79
1,19
1,67
0,05
0,08
0,10
0,13
0,16
0,19
0,29
0,41
0,07
0,10
0,14
6"
150
8"
205
10”
250
12”
300
0,06
3
DIMENSIONAMENTO DE BOMBAS SUBMERSAS
PERDA DE CARGA EM METROS PARA CADA 100 METROS (%) DE TUBOS NOVOS DE PVC
VAZÃO
m3/h
Litros/h
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
12,0
14,0
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
12000
14000
Litros/
min
16,67
25,00
33,33
41,67
50,00
58,33
66,67
75,00
83,33
100,00
116,67
133,3
150,00
166,67
200,00
233,33
1"
25
1,20
2,60
4,00
6,00
9,00
11,00
14,00
16,00
18,00
25,00
35,00
45,00
55,00
1¼"
32
0,38
0,86
1,40
2,00
2,80
3,60
4,00
5,00
5,70
8,00
12,00
15,00
18,00
22,00
30,00
43,00
1½"
40
0,14
0,28
0,44
0,70
0,95
1,30
1,50
1,80
2,00
2,80
4,00
5,00
6,00
8,00
10,00
14,00
DIÂMETRO NOMINAL INTERNO - Pol e mm
2"
2½"
3"
50
60
75
0,02
0,13
0,05
0,18
0,07
0,04
0,28
0,10
0,06
0,40
0,15
0,07
0,50
0,18
0,10
0,60
0,22
0,11
0,70
0,26
0,14
0,85
0,30
0,17
1,20
0,40
0,22
1,80
0,60
0,32
2,10
0,70
0,40
2,60
0,85
0,48
3,00
1,20
0,60
4,30
1,50
0,80
6,00
2,00
1,10
4"
100
5"
125
6"
150
0,03
0,04
0,05
0,07
0,10
0,12
0,15
0,18
0,25
0,32
0,03
0,04
0,05
0,06
0,08
0,10
0,02
0,03
0,04
0,06
De acordo com as tabelas, a perda para uma vazão de 8,0m³/h em tubulação metálica de 1½” será de 17,70% e a perda para
uma vazão de 8,0m³/h em tubulação PVC de 2” será de 2,10%. Então:
AMT = 64 + 100 + (80 x 0,177) + (700 x 0,021) = 192,9 MCA
Nas opções disponíveis nas Curvas Características Vanbro, pode-se verificar que a bomba submersa mais indicada será o
modelo = VBUP62 9,0HP 6” 16 estágios trifásica 380V para 8,0m³/h em 192,9 MCA.
Da mesma forma que anteriormente, foi selecionada uma bomba com altura manométrica um pouco superior a calculada.
Lembrando também da importância de selecionar sempre os modelos dentro da faixa em negrito da tabela.
Observa-se que o aumento da bitola das tubulações possibilitou uma redução de potência em 2,0HP, proporcionando
significativa diferença no custo da bomba, quadro de comando, cabos de alimentação e tal economia, se somará ainda a observada
mensalmente na conta de energia elétrica.
4