Rede Agronomia

Rede dos Engenheiros Agrônomos do Brasil

Toda propriedade agrícola que se utiliza da técnica da irrigação por aspersão, pode possuir uma bomba na sua lavoura. O que você não sabe é que essa bomba pode explodir, literalmente, se não forem tomados certos cuidados na instalação; da sucção especificamente.

O problema. Essa explosão não vai destruir a sua casa, e muito menos a casa de bombas. Vai afetar, apenas, o rotor da bomba, danificando-a. Quando a altura geométrica de sucção (altura que vai do eixo da bomba ao nível da água no poço de captação) ultrapassa um determinado valor indicado nas curvas de desempenho da bomba, identificado como NPSH pelo fabricante, haverá cavitação.

Cavitação é um fenômeno físico de alta intensidade que ocorre no rotor da bomba, provocando micro explosões de partículas de água de bombeamento, quando submetidas a determinadas pressões de vapor originadas por desníveis de sucção muito elevadas. Elas corroem o rotor formando pequenas crateras na sua superfície, que desbalanceiam essa peça, causando vibrações, ruídos e parada no bombeamento.

A explicação é a seguinte. As motobombas recalcam (empurram) facilmente qualquer vazão, mas fazem um esforço imenso para sugá-la até o rotor. Assim, qualquer perda de carga na sucção deve ser evitada; substituindo um cotovelo por uma curva, por exemplo e adotando um diâmetro comercial superior ao do recalque, além de uma altura de elevação menor. Aliás, o ideal é que a bomba fique sempre afogada, ou seja, colocada acima do nível de água do poço de captação. A Figura 1 mostra o esquema da captação.

Figura 1 - CAPTAÇÃO DE UMA MOTOBOMBA

A solução. Aí é que entra na estória o cálculo do NPSH, sigla em inglês de Net Positive Suction Head, ou Altura Líquida de Sucção Positiva. Quando a bomba é instalada numa posição abaixo do nível de água do poço de sucção, esse desnível ou altura é dita positiva (+) ou favorável à bomba, que não precisará de esforço para sugar a água até o rotor, pois ela entrará pela força da gravidade. Se o nível de água ficar abaixo (como na maioria dos casos e no esquema da Figura 1), essa altura é dita negativa (-), e precisa do cálculo do NPSH, se for elevada.

O exemplo abaixo, mostrado na Figura 2, é de um projeto de irrigação localizado no interior do Maranhão, onde um barranco de 3 m de altura separa o rio onde será feita a captação da área a ser irrigada.

Figura 2 - CÁLCULO DO NPSH

Os cálculos acima mostram que o desnível máximo entre o nível da água no poço da bomba e o seu eixo, de 3 m, está no limite da cavitação. Ou seja, qualquer abaixamento do N.A., um acréscimo na temperatura da água (além de 30oC), a inclusão de qualquer peça ou aumento do tubo na captação, fará a bomba cavitar.

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Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 4 dezembro 2017 às 7:50

TABELAS PARA CÁLCULO DO NPSH

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 2 dezembro 2017 às 7:10

Legenda:

NPSHd = altura líquida de sucção positiva disponível ou calculada (m)

NPSHr = altura líquida de sucção requerida ou da curva do fabricante da bomba (m)

Hs = altura geométrica de sucção (m)

Pa = pressão atmosférica (kgf/cm²)

Pv = pressão de vapor (kgf/cm²)

ϒ = peso específico da água (kgf/cm²)

A = altitude do local da instalação (m)

T = temperatura da água (oC)

Q = vazão ou descarga (m³/s)

D = diâmetro do tubo de sucção (m)

V = velocidade média do escoamento (m/s)

g = aceleração da gravidade (m/s²)

k = coeficiente de perdas de carga localizadas (adim.)

J = perdas de carga lineares (m/m)

h = perdas de carga parciais (m)

hs = perdas de carga totais  (m)

L = comprimento da canalização (m)

Curvas Características da Bomba:

Para a seleção da Curva Característica da Bomba, uma vez eleito um fabricante idôneo e consultado o seu catálogo, entra-se num ábaco inicial com a vazão de projeto (em m³/h) e altura manométrica total (m), para a escolha da Família da Bomba, ou uma série de bombas que atendem de algum modo essas exigências.

Depois consultamos as curvas dessa família, à procura de uma bomba que, além de atender os dados de vazão e pressão, apresentem um bom rendimento.

Isso foi feito, e o resultado é a curva do Anexo 3, pertencente à KSB. Observe que eu tracei com linhas grossas em azul as linhas que partem da Altura Manométrica Total (H) e da Vazão de projeto (Q), de modo que o seu cruzamento coincida com uma das curvas do desenho. Depois, é só traçar linhas horizontais (a partir da vertical) para definir o NPSHr e a Potência da bomba (P). 

Figura 3 - CURVAS CARACTERÍSTICAS DA BOMBA

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