Veja os cuidados necessários na instalação da motobomba para evitar esses problemas que talvez você nunca nem tenha ouvido falar.
(Vilmar Rossi – Engenharia)
Se você acompanha nossos conteúdos, seja aqui no blog ou em nossas redes sociais, já deve saber o que precisa ser levado em consideração na hora de escolher o modelo de motobomba adequado para atender suas necessidades e as exigências do sistema de bombeamento hidráulico com o qual você está lidando, não é mesmo?
Partindo desse ponto, ou seja, tendo definido o produto certo, é hora de partir para a instalação e para começar essa tão importante etapa, antes de qualquer coisa é preciso analisar fatores como:
- O local de instalação, para ver se precisa preparar o terreno ou algum compartimento para proteger o equipamento;
- A instalação elétrica existente e a exigida;
- A instalação hidráulica existente e a exigida;
- As normas técnicas a serem seguidas na hora da instalação da motobomba, com base nas diretrizes da ABNT e do Ministério do Trabalho; e
- Questões técnicas que garantirão o funcionamento adequado.
Para não correr riscos desnecessários nem comprometer a garantia do produto, é determinante que sejam sempre seguidas as instruções dadas pelo fabricante do equipamento no que diz respeito ao local e as condições de instalação elétrica e hidráulica, assim como quanto à entrada em operação. Para garantir que todos esses pontos sejam considerados, a leitura do manual do produto é essencial, então, NÃO PULE essa etapa, combinado?!
No que diz respeito às questões técnicas para garantir o funcionamento adequado da bomba, entendemos ser importante evitar dois dos principais problemas que, se não tomado o devido cuidado, podem interferir no funcionamento e até mesmo na inoperância do equipamento. Veja a seguir quais são eles.
Cavitação
Cavitação é o fenômeno de vaporização de um líquido pela redução da pressão, durante seu movimento. Em um sistema de bombeamento, o processo de vaporização será iniciado quando o líquido no trecho da sucção (entrada de água) atingir a pressão de vapor para aquela temperatura; parte deste líquido se vaporizará, formando pequenas bolhas ou “cavidades” no interior das quais o líquido se vaporiza. As bolhas de vapor são conduzidas pela corrente líquida provocada pelo movimento do rotor ou pelo próprio movimento de impulsão do fluido, até atingirem pressões mais elevadas que a pressão de vapor, o que acarreta na implosão das bolhas e consequente condensação do vapor e retorno ao estado líquido.
A cavitação é um fenômeno relativamente “normal” que ocorre na região do rotor da motobomba. Porém, ela pode se tornar problemática quando no momento da troca de estado físico (de vapor para água) o fluido, já em alta velocidade dentro do rotor, provoca ondas de pressão de intensidade tal que superam a resistência à tração do material do rotor, podendo arrancar partículas do corpo, das pás e das paredes da bomba.
Os efeitos da cavitação dependem do tempo de sua duração, da sua intensidade, das propriedades do líquido e da resistência do material. A erosão é um efeito muito comum da cavitação e ocorre no local em que as bolhas implodem e não onde elas se formam. Além da erosão, a cavitação pode aumentar o processo de corrosão, desgastar e remover partículas e pedaços do rotor, selos e carcaça, impactando na queda de rendimento da bomba, trepidações e ruídos.
Neste momento você pode estar se perguntando como identificar se uma bomba está cavitando. A maneira mais simples de perceber esse fenômeno é pelo som que ela vai fazer. Isso mesmo, pelo barulho! O ruído de uma bomba cavitando é diferente do ruído de sua operação normal; quando ela está cavitando você ouve um som que vai dar a impressão de estar bombeando areia, pedregulhos ou outro material que cause impacto. Esse som, na verdade, é das bolhas de ar implodindo dentro do rotor!
Identificado o problema, o que fazer para solucioná-lo?
Para evitar a cavitação, é preciso diminuir a força de sucção e isso pode ser feito de diferentes maneiras, veja algumas alternativas:
- Trazer a bomba mais próxima do líquido;
- Aumentar o diâmetro da tubulação ou eliminar algumas conexões;
- Reduzir a vazão, diminuindo a rotação do acionador ou fechando o registro no recalque;
- Reduzir a pressão de vapor, por meio da diminuição da temperatura do líquido; ou
- Aumentar a pressão na superfície do líquido no reservatório de sucção, quando possível, no caso de se tratar de um reservatório fechado.
Outra forma de eliminar o problema de cavitação da motobomba é alterar o(s) diâmetro(s) do(s) rotor(es) da bomba. Mas atenção: essa alternativa só deve ser adotada em último caso, pois essa troca pode alterar substancialmente o desempenho hidráulico do conjunto.
Para evitar dores de cabeça. o melhor mesmo é descobrir antes da instalação se uma bomba irá cavitar. Para fazer isso é necessário realizar um cálculo para avaliar as condições de vaporização do líquido. Trata-se do NPSH (Net Positive Suction Head), termo em inglês sem tradução direta para o português. Será necessário comparar o NPSH disponível e o NPSH requerido. Calma aí que já vamos explicar o que são esses dois:
- O NPSH disponível (NPSHD) indica a pressão absoluta exercida na entrada da bomba e deve ser calculado por uma fórmula que já vamos te apresentar.
- O NPSH requerido (NPSHR) é resultante do projeto da bomba e indica o valor mínimo para que ela atinja o desempenho hidráulico esperado sem que ocorra a cavitação. É o fabricante da motobomba que precisa informar esse valor no material técnico do produto.
Em teoria, para garantir que a bomba trabalhe livre de cavitação, é necessário que o NPSH disponível seja igual ou superior ao NPSH requerido. Na prática, recomenda-se considerar uma margem de segurança de, pelo menos, meio metro de coluna d’água (0,5 mca) além do valor de NPSH requerido para evitar a cavitação.
Para determinar o valor do NPSH disponível devem ser consideradas as condições de pressão atmosférica local, pressão de vapor do líquido bombeado e a altura manométrica total de sucção, da seguinte forma:
NPSHD = H0 – HV – PCS ± AS
sendo:
H0 a pressão atmosférica local em relação à altitude;
HV a pressão de vapor da água em relação à temperatura da mesma;
PCS a perda de carga na sucção; e
AS a altura de sucção.
Depois de calculado o NPSH disponível, caso ele não seja maior ou igual ao NPSH requerido acrescido da margem de segurança (0,5 mca, como sugerida) e não seja possível alterar a instalação do sistema para evitar a cavitação, deve-se verificar a possibilidade de utilizar uma bomba que tenha um NPSH requerido menor.
Golpe de Aríete
O golpe de aríete é um fenômeno hidráulico causado por súbitas alterações de pressão nas tubulações de um sistema de bombeamento. Ocorre como efeito de uma obstrução do fluido, pelo fechamento de alguma válvula de maneira abrupta, pelo acúmulo de ar dentro do fluido ou ainda quando a motobomba é ligada ou desligada sem um controle de aceleração e desaceleração.
A energia de velocidade, transformada em energia de pressão, faz com que o fluido, retornando no sentido contrário ao de escoamento, se choque com o fluido que ainda tenta escoar em seu sentido “normal”, criando ondas de choque ao longo da tubulação, podendo causar deformações ou até a ruptura das paredes dos componentes hidráulicos.
Tal golpe é frequentemente acompanhado de um ruído que dá a impressão de haver algo semelhante a um martelo batendo no interior da tubulação, se chocando contra tubos, válvulas e conexões. A título de curiosidade, aríete é uma espécie de martelo, por isso o nome do golpe!
Para que o sistema de bombeamento não seja avariado, é importante prevenir o golpe de aríete e para isso existem algumas soluções práticas:
- Utilizar encanamentos de diâmetros grandes, reduzindo com isso a velocidade de escoamento;
- Empregar válvulas de retenção a cada 30 metros da tubulação de recalque; ou
- Instalar um inversor de frequência ou um soft starter nos painéis elétricos que acionam as motobombas.
Grande parte dos problemas verificados em bombas é decorrente da seleção inadequada do modelo bem como da instalação e manutenção incorretas do sistema de bombeamento. Em aplicações que bombeiam água limpa em temperatura ambiente, a vida útil de uma motobomba é determinada basicamente pela vida dos rolamentos. Já nas demais aplicações, o desgaste dos selos mecânicos e problemas no motor são as falhas mais comumente encontradas, porém isso já é assunto para outro post!
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