Por que a minha bomba centrífuga não funciona?

Esta é uma pergunta que nós recebemos com frequência na nossa assistência técnica e não é tão simples de responder, sem informações adicionais.

Primeiro, porque a expressão “não funciona” é usada para descrever várias ocorrências, como por exemplo, a bomba está com baixo rendimento, a bomba é nova e acabou de ser instalada e não funciona direito, a bomba funcionava corretamente e “de repente”, “do nada” ou após uma manutenção parou de funcionar, e por aí vai.

Segundo, porque vários fatores podem estar por trás de um funcionamento inadequado de uma bomba centrífuga, e podem ter origem em questões elétricas, mecânicas, hidráulicas, ou erros de seleção.

Uma bomba centrífuga é uma máquina de fluxo que tem por característica intrínseca acelerar o líquido bombeado por ação do rotor, isso aumenta a energia cinética do escoamento. Posteriormente, ao passar para a voluta, parte dessa energia é transformada em energia de pressão por meio do princípio de Bernoulli.

O nome “centrífuga” vem do movimento do fluido através do rotor, que entra na região central, axialmente e sai radialmente, por efeito da força centrífuga, como ilustrado na figura 01.

O rotor possui uma curvatura específica que influencia diretamente no funcionamento e rendimento da bomba, devendo, portanto, obedecer ao correto sentido de rotação, como ilustrado na figura 02.  Aqui podemos ter uma das origens do problema de mau funcionamento, o sentido de giro errado do rotor que acontece em função da ligação elétrica do motor elétrico trifásico ou uma configuração equivocada de um inversor de frequência. Isso pode ser consertado facilmente, trocando-se duas de suas fases ou acertando a configuração do inversor. Além da bomba não ter o desempenho esperado, nos casos de rotação contrária, acontece frequentemente o roçamento do rotor na carcaça que acelera o desgaste mecânico.

Ainda dentro da parte elétrica, se a bomba não “dá sinal de vida”, pode ser algum problema na instalação elétrica, como fios soltos, ou sensores defeituosos, que desligam a bomba em determinadas situações, como por exemplo, sensor de nível baixo ou alto de um reservatório de fluido barreira para selos mecânicos duplos ou um sensor de pressão. Agora se o motor tenta partir, mas não consegue, umas das razões é a tensão elétrica menor do que ideal.

Continuando a abordagem em relação ao funcionamento, o rendimento de uma bomba centrífuga é afetado pela recirculação que é quando o produto bombeado retorna para alguma região da bomba ao invés de seguir o caminho desejado.

Como ilustrado na figura 03, existem dois tipos principais, a recirculação na voluta (lado esquerdo) e recirculação da descarga pela sucção (lado direito).

O primeiro caso depende da folga entre o ponto de saída da voluta (língua) e o rotor, daí para a mesma carcaça, as bombas com rotores menores terem rendimento menor do que aquelas com rotores maiores.

O segundo caso é influenciado pela folga entre o rotor e a carcaça. Alguns modelos de bombas, para minimizar esse efeito, lançam mão do anel de desgaste (no caso de rotor fechado) ou placa de desgaste (para rotor semiaberto) a fim de reduzir as folgas.

Acontece que com o tempo, como o próprio nome diz, elas desgastam, assim como também acontece desgastes no rotor, voluta, tampas superior e traseira, aumentando as folgas, o que fatalmente irá diminuir o rendimento da bomba, podendo em alguns casos chegar à vazão quase zero. Portanto, se a bomba vai diminuindo o seu desempenho com o tempo, esta pode ser uma causa provável que a equipe de manutenção deve ficar atenta.

Ainda dentro do comportamento da bomba, vejamos o diagrama “Vazão versus Altura Manométrica” (ou pressão diferencial) ilustrado na Figura 04.

Este diagrama, em geral, é obtido por meio de um ensaio com água para uma rotação fixa. Acontece que a viscosidade do fluido também afeta o desempenho da bomba, que quanto maior ela for menor será o desempenho. Sendo assim, fatores de correção para vazão, altura manométrica e rendimento, devem ser aplicados durante a seleção para garantir que a bomba selecionada realmente irá atender à necessidade. A viscosidade também aumentará a potência necessária do motor.

Frequentemente é necessário aumentar o tamanho da bomba para atender ao quesito da viscosidade. Portanto, se uma instalação for nova e ela não estiver atendendo as expectativas, ela pode ter sido selecionada para um fluido menos viscoso e está sendo aplicada em um fluido mais viscoso. O contrário, não tende a gerar maiores problemas.

Ainda dentro do quesito de seleção e dimensionamento, não é raro o pessoal “errar” no cálculo da altura manométrica que depende totalmente da instalação hidráulica. Sistemas mais longos, com mais componentes (cotovelos, válvulas, trocadores de calor, etc.) terão uma perda de carga maior do que sistemas mais curtos. Podemos entender a perda de carga como um “ladrão” de energia. Portanto, uma bomba selecionada para uma instalação mais curta poderá não funcionar adequadamente se for instalada numa instalação mais longa.

Também não é raro a aplicação de bombas que foram dimensionadas para uma determinada altura geométrica de elevação, h_geo (altura vertical de onde o produto vai sair até onde ele vai) e depois ser instalada numa instalação com h_geo maior. Isso pode acontecer em instalações de bombeamento de captação de água de rios ou poços, considerado apenas o tempo de cheia. Na estiagem a h_geo irá aumentar, o que exigirá mais da bomba. Portanto, bomba subdimensionada não conseguirá produzir o que se deseja dela.

Um outro fator importante, ainda relacionado com a instalação é o uso de componentes limitadores, como as válvulas. Uma das suas propriedades é o KV, que é o coeficiente de descarga. Ele diz qual é sua vazão máxima. Válvulas com baixo KV limitarão a vazão do sistema.

Também não são raros os caso em que se considera um tipo de válvula nos cálculos, e por questões econômicas, se coloca outro de menor KV ou maior perda de carga, o que pode afetar, significativamente, o funcionamento da bomba.

Prosseguindo nas possibilidades, não poderíamos deixar de citar o “escorvamento”. Este trata-se do processo de remoção de ar ou gases da tubulação de sucção e da bomba.

A bomba centrífuga convencional não é capaz de fazer esse processo sozinha e, portanto, para instalações onde ela é “não-afogada” (bomba acima do nível do reservatório de sucção com ilustrado na figura 05) é necessário tomar algumas medidas.

A primeira delas é a instalação de uma válvula de pé, que é um tipo de válvula de retenção. Esta garantirá que o produto dentro da tubulação de sucção não voltará para o reservatório quando a bomba for desligada. Embora seja a solução mais aplicável, chamamos a atenção para o fato de impurezas e corpos estranhos no líquido bombeado aderirem a válvula de pé, impedindo o correto fechamento, perdendo assim, a sua função e fazendo a bomba trabalhar a seco.

A segunda medida é o preenchimento da tubulação de sucção com o produto a ser bombeado antes de ligar o equipamento. Se esse processo não for executado, a bomba simplesmente não bombeia. Além disso, se não houver líquido na bomba, o selo mecânico (ou a gaxeta) trabalhará a seco, o que o danificará rapidamente.

Bombas  centrífugas autoescorvantes como as nossas UND/III – AE, ou bomba centrífugas convencionais trabalhando em conjunto com um sistema auxiliar de escorvamento por meio de uma bomba de vácuo, como uma de nossa linha de bombas de vácuo de anel líquido (BVM, BLN, BLA e LRVP) não terão problema relacionados ao escorvamento.

Além dos problemas já relacionados não poderíamos deixar de citar aqueles decorrentes de práticas inadequadas, seja de ordem de instalação ou operação, como por exemplo:

• Bomba instaladas sem o alinhamento de eixos adequado
• Controle de vazão pela válvula da linha de sucção (isso fará o equipamento trabalhar cavitando).
• Procedimento de partida ou parada inadequado, como por exemplo, partir ou parar bombas grandes com a válvula de descarga totalmente aberta. Isso gerará um golpe de aríete severo.

Como você pôde verificar, existem várias razões pelas quais as bombas podem não funcionar adequadamente, citamos aqui as mais comuns.

Caso você esteja enfrentando algum problema desses faça o processo por eliminação, começando pelas verificações mais simples até as mais complexa.

Consulte o manual da nossa bomba que traz todas as orientações sobre manutenção, instalação, e demais informações relevantes.

Agindo assim, você ganhará bastante tempo na sua análise.

Se precisar de ajuda, entre em contato com a nossa assistência técnica, teremos o maior prazo em ajudar.