Irrigação

 

Cuidados na escolha da BOMBA hidráulica

A definição de uma bomba hidráulica para o sistema de irrigação deve ser feita a partir de aspectos técnicos, sempre com observância a fatores econômicos e ambientais. E jamais sem o apoio de um profissional da área para evitar erros no dimensionamento

David Rafael Quintão Rosa e Luan Brioschi Giovanelli, doutorandos em Engenharia Agrícola na UFV, mestres em Engenharia Agrícola (UFV), Silvio Bueno Pereira, professor Adjunto da UFV, doutor em Engenharia Agrícola, e Mauro Aparecido Martinez, professor titular da UFV, doutor em Engenharia Agrícola (Purdue University/EUA)

Em seu cotidiano, os produtores rurais podem deparar-se com situações nas quais torna-se necessária a utilização de uma bomba hidráulica – para movimentação de água e outros fluidos em suas propriedades – a fim de atender a diversas finalidades, sendo que as principais estão relacionadas à irrigação, à dessedentação de animais e ao abastecimento humano. Face ao exposto, surge a seguinte questão: na minha situação, qual bomba hidráulica devo utilizar? Nessa situação, o produtor deve levar em consideração alguns aspectos técnicos relevantes para que o sistema funcione adequadamente. E esse artigo tem como finalidade esclarecer os principais pontos a serem considerados durante a escolha/dimensionamento de uma bomba hidráulica.

Anteriormente ao processo de escolha de uma bomba hidráulica, é necessário um conhecimento prévio relacionado aos constituintes do equipamento. Serão esses constituintes que fornecerão as características necessárias ao pleno funcionamento do sistema, e qualquer desconhecimento a respeito do assunto poderá induzir a erros no momento da seleção do equipamento.

Rotor — Em sua definição, o rotor é o constituinte responsável por fornecer a energia necessária para o deslocamento do fluido (água, dejetos em forma líquida, etc.). Sua conformação – rotor fechado, aberto e semiaberto – e seu diâmetro irão influenciar substancialmente na capacidade da bomba em movimentar o fluido. Vale à pena ressaltar que, após a seleção de uma bomba hidráulica, qualquer mudança relacionada ao rotor irá alterar as principais características do equipamento: altura manométrica e vazão.

Bombas hidráulicas com rotores fechados são indicadas para trabalhar com líquidos com pouco ou nenhum tipo de sólidos dissolvidos (pelos de animais, restos de ração, areia, etc.), devido à grande frequência de entupimento deste. Já os rotores abertos e semiabertos são indicados para situações nas quais os líquidos a serem bombeados possuem algum tipo de sólido dissolvido, visto que a frequência de entupimento dessas conformações de rotores é menor em comparação ao rotor do tipo fechado.

Classificação das bombas — De acordo com o número de rotores que possuem, as bombas podem ser classificadas em dois tipos: monoestágio, quando possuem apenas um rotor, e múltiplos estágios, quando são constituídas com mais de um. As bombas de múltiplos estágios são geralmente utilizadas quando há a necessidade de elevar o fluido a maiores alturas, em comparação a uma bomba monoestágio. Quanto à sua posição em relação ao nível da água, as bombas podem ser classificadas como sendo de sucção positiva, quando a bomba está posicionada acima do nível da água, e de sucção negativa, quando está posicionada abaixo do nível da água.

Peças especiais de uma instalação típica de bombeamento — Algumas peças são importantes em uma instalação de bombeamento típica, como, por exemplo, válvula de pé com crivo, redução excêntrica, ampliação concêntrica, válvula de retenção e válvula de gaveta. As válvulas de pé permitem o escoamento do fluido em apenas um sentido e são locadas no final da tubulação de sucção no intuito de não permitir que a bomba perca a escorva – o que ocorre quando a tubulação de sucção não está completamente preenchida com água – quando cessar o escoamento. O crivo é uma peça fundamental acoplada na válvula de retenção e funciona como um filtro, impedindo que partículas maiores adentrem no sistema e causem danos à bomba.

Reduções excêntricas são peças instaladas antes da entrada da bomba e têm a finalidade de reduzir o diâmetro da tubulação de sucção – haja vista que a maioria das bombas não possui o diâmetro do bocal de entrada igual ao da tubulação de sucção – e não permitir o acúmulo de ar na entrada da bomba. Seu formato excêntrico permite a redução do diâmetro apenas na parte de baixo da peça, impedindo assim o acúmulo de ar.

Ampliações concêntricas são peças utilizadas na saída da bomba e têm como finalidade ampliar o diâmetro do bocal de saída da bomba até o diâmetro da tubulação de recalque. As válvulas de retenção são posicionadas após a ampliação concêntrica no intuito de impedir a ocorrência do golpe de aríete – variação brusca de pressão, acima ou abaixo do valor normal de funcionamento, que ocasiona ruídos e até o rompimento da tubulação – sobre a bomba, ocasionado quando o escoamento do fluido é interrompido. Tais válvulas, assim como as válvulas de pé, permitem o escoamento em uma só direção. Válvulas de gaveta atuam permitindo ou interrompendo o escoamento do fluido. Seu funcionamento lento impede a ocorrência do golpe de aríete.

Diâmetros de sucção e recalque — A tubulação de entrada de uma bomba é denominada de sucção, em contrapartida, a tubulação de saída é denominada de recalque. O diâmetro da tubulação de recalque deve ser obtido em função da vazão a ser bombeada e do tempo de funcionamento do sistema. Uma vez calculado o diâmetro de recalque, recomenda-se a utilização de um diâmetro de sucção imediatamente superior ao de recalque.

Escolha da bomba — A escolha da bomba deve ser realizada com base na vazão e na altura manométrica do sistema. A vazão depende das demandas, ou seja, da quantidade de água necessária para determinado fim, além de outros fatores, como o tempo disponível para o funcionamento do sistema e a capacidade da fonte em suprir a quantidade de água requerida. A altura manométrica é a soma das perdas de carga ocasionadas durante o escoamento do fluido no interior dos condutos e da diferença de nível existente entre a superfície da água no reservatório de captação e o ponto onde se pretende elevar a água.

A perda de carga pode ser calculada utilizando equações em função da vazão do sistema, do tipo de material que conduzirá o fluido, do comprimento da tubulação e de seu diâmetro. A utilização de um número excessivo de peças especiais (curvas, derivações, reduções, etc.) deve ser evitado, pois as mesmas provocam um tipo de perda de carga denominada perda localizada. O desnível geométrico deve ser obtido com o emprego de equipamentos topográficos. De posse desses dados, a escolha da bomba é feita baseada em catálogos dos fabricantes, sendo que a aquisição de uma bomba de um determinado fabricante depende de alguns fatores como, por exemplo, rendimento, preço e disponibilidade no mercado.

Cavitação — A cavitação é um fenômeno indesejado que deve ser sempre evitado e ocorre quando a pressão no interior da tubulação de sucção atinge valores inferiores à pressão de vapor da água, resultando na formação de bolhas. As mesmas podem interromper o escoamento ou serem levadas para o interior da bomba onde, devido à alta pressão reinante, implodem. Como resultado, podem causar o desgaste prematuro da bomba, baixo rendimento e até mesmo resultar em vazão e altura manométrica inferiores às desejadas. Como medida de prevenção, recomenda-se a instalação da bomba o mais próximo possível da superfície da água no reservatório de captação.

A escolha da bomba para o sistema de irrigação deve ser realizada com base na vazão necessária e na altura manométrica do sistema

Conclusão — A escolha de uma bomba hidráulica deve ser realizada de acordo com os aspectos técnicos abordados, observando também fatores econômicos e ambientais. É imprescindível a participação de um profissional da área para evitar erros no dimensionamento, que poderão causar sérios transtornos.