O Erro Mais Comum na Hora de Especificar Uma Bomba Centrífuga

Ao longo de mais de 15 anos atuando como engenheiro de vendas, engenheiro de aplicações ou engenheiro de pós-vendas, já vimos muitas instalações "inusitadas".


Digo inusitadas, pois o que verificamos em campo é, muitas vezes, totalmente o oposto do que aprendemos na teoria.


Já presenciamos reuniões calorosas, onde o cliente defendia fervorosamente o seu ponto de vista (tecnicamente errado) e para acabar a discussão, soltamos a frase "o Newton (Isaac Newton) está bravo aqui porque vocês estão dizendo que as leis dele estão erradas." E quando fomos verificar os equipamentos em campo, tudo o que nós dizíamos que estava acontecendo foi confirmado. Parece brincadeira, mas aconteceu de verdade.


Outra frase que ouvimos com frequência é : "Esse equipamento funciona assim a 30 anos!". Dai somos obrigados a dizer que funciona errado a 30 anos.


Mas porque estou fazendo essa introdução, contando essas histórias?


O motivo é muito simples. A falta de conhecimento ou negligência de muitos na hora de implantar um projeto pode gerar muitos problemas nos equipamentos, como por exemplo, quebras frequentes, baixa eficiência e em alguns casos, a bomba não bombeia. Acredite, acontece mais frequentemente do você imagina.



Muitas dessas situações, acontecem porque o projeto nasce errado. Falando de bombas centrífugas, ou a bomba está grande demais, pequena demais ou foi instalada numa posição desfavorável.


Para você não cometer esses erros ou identificá-los, vamos os três erros mais comuns na hora de especificar uma bomba centrífuga.


Quando dizemos "especificação", estamos dizendo o mesmo que "escolher" a bomba centrífuga correta para a sua aplicação. Projeto de bombas centrífugas é outro assunto.


Antes de falar sobre o erro mais comum, vamos entender como é feito a especificação de uma bomba centrífuga.


Quando você procura um fabricante ou distribuidor de bombas centrífugas, ele irá lhe pedir duas propriedades, que são:

  • Vazão, Q: Vazão é o volume por tempo que você quer bombear. Por exemplo 100 L/h (cem litros por hora) ou 1 m3/s (um metro cúbico por segundo).

  • Altura Manométrica, HB: Altura manométrica, também chamada de altura de energia da bomba, é uma determinada quantidade de energia, expressa na unidade m (metros). Pode parecer um pouco estranho, mas é isso mesmo. Altura de energia em metros é o mesmo que você escrever a unidade de energia J (Joule) dividido pelo peso do fluido em N (Newton).

Agora já podemos citar falar do erro mais comum em relação a especificação de uma bomba centrífuga:

Confundir altura manométrica HB com a altura geométrica de elevação hgeo

Como dissemos antes, altura manométrica HB é um tipo de energia enquanto que altura geométrica de elevação hgeo, também chamada de altura topográfica, é uma distância física vertical, que podemos medir com uma trena, por exemplo.


Para ficar claro, altura geométrica de elevação é a diferença de cotas entre o nível do reservatório inferior ou reservatório de sucção e do nível do reservatório superior ou reservatório de recalque (figura abaixo a esquerda), ou a diferença entre o nível do reservatório de sucção e a descarga do líquido do sistema hidráulico (figura abaixo a direita). Note que a principal diferença entre essas duas situações é que no primeiro caso, a tubulação é conectada ao reservatório e fica abaixo do nível do reservatório de recalque. Já o segundo caso, se houver reservatório, a tubulação descarrega o líquido nele estando acima do nível desse reservatório.

Mas afinal, como obter a altura manométrica HB?


Para responder a essa questão, temos que recorrer a mecânica dos fluidos, mais precisamente à equação da energia.


Quando aplicamos a equação da energia ao sistema hidráulico, chegamos na seguinte expressão:

Onde:

  • HB é a altura manométrica da bomba

  • H1 é a altura de energia no nível do reservatório de sucção

  • H2 é a altura de energia no nível do reservatório de recalque

  • Perdas 1->2 é a perda de carga

Para encontramos H1 e H2, temos que saber o que é a energia do fluido, no caso, a altura de energia H pode ser obtida pela expressão:

Onde:

  • p é a pressão

  • y (gama) é o peso específico do fluido bombeado

  • v é a velocidade média do escoamento

  • g é a aceleração da gravidade

  • z é a cota da seção em relação a um plano horizontal de referência (PHR)

Se você observar bem, a altura geométrica de elevação hgeo está embutida na diferença z2 - Z1 que vai resultar quando substituirmos H1 e H2 na equação da energia.


A perda de carga, por sua vez é a parte mais chatinha do cálculo. Ela é dividida em "perda de carga distribuída" e "perda de carga localizada", cada uma com uma maneira diferente de cálculo. Vamos deixar ao final alguns vídeos que explicamos como fazer esses cálculos.


Como você pode ver, HB é totalmente diferente de hgeo, e caso você compre uma bomba somente pelo desnível irá errar feio, a ponto da bomba nem bombear ou bombear pouco, com alto índice de quebra.


Uma vez escolhida a bomba, um outro ponto importante de ser verificado é a altura geométrica de sucção, hsuc, que corresponde a distância vertical entre o reservatório de sucção e o eixo da bomba. Este é o ponto chave para que a bomba não trabalhe sob cavitação que já abordamos em outro artigo (Cavitação e Seus Efeitos).


Se você quiser aprender passo a passo a especificar uma bomba e calcular a altura geométrica de sucção e muito mais, temos o curso "Especificação de Bombas Centrífugas", onde nós apresentamos tudo que você precisa saber sobre o tema, mostramos todos os cálculos necessário e também entramos no catálogo do fabricante para escolher uma bomba.

Caso você já tenha os conhecimentos básicos de mecânica dos fluidos e tem dúvida nos cálculos, assista os vídeos abaixo que fazemos passo a passo a demonstração desses cálculos.


Escrito por:


Micelli Camargo - criador do canal Engenharia e Cia

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