ESTAÇÃO ELEVATÓRIA

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SISTEMAS ELEVATÓRIOS 
 
SISTEMA ELEVATÓRIO: ou sistema de recalque ou bombeamento é o 
conjunto de tubulações, acessórios, bombas e motores necessário para transportar certa 
vazão de água de uma fonte inferior para um ponto de interesse em uma cota superior. 
 
BOMBA: dispositivo mecânico que introduz “energia” em uma porção de 
massa de água, seja elevando sua posição, seja aumentando sua velocidade, mas sempre 
produzindo/transformando “trabalho mecânico” (força x deslocamento). 
 
BOMBA AFOGADA: bomba instalada com o eixo abaixo da cota do nível da 
fonte de água. 
 
BOMBA NÃO AFOGADA: bomba instalada com o eixo acima da cota do 
nível da fonte de água. 
 
TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO: Canalização que liga a fonte de água à bomba, 
incluindo os acessórios (válvula de pé, crivo, registro, curvas, redução excêntrica). 
 
CONJUNTO ELEVATÓRIO: uma ou mais bombas e respectivos motores. 
 
TUBULAÇÃO DE RECALQUE: canalização que liga a bomba ao ponto de 
interesse de abastecimento, incluindo os acessórios. 
 
ALTURA MANOMÊTRICA (Hm): energia a ser fornecida ao escoamento, 
expressa em metros de coluna d’água. É igual ao desnível topográfico entre a fonte de 
água e o ponto de interesse de abastecimento, acrescido das perdas de carga distribuídas 
e localizadas nas tubulações de sucção e recalque. 
 
1. TIPOS DE BOMBAS 
 
As bombas são classificadas em relação à forma como o trabalho é convertido 
em energia, e a forma que esta é transferida para o fluido. 
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1.1 BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO 
 
Também conhecidas como bombas volumétricas ou estáticas, na bomba de 
deslocamento positivo os elementos móveis deslocam uma quantidade de fluido fixada 
pelas dimensões, geometria e tempo, contra uma pressão fixada pela altura de recalque e 
sucção. 
Pode ser do tipo “pistão”, geralmente aplicada para pressões extremas e vazões 
mínimas, ou “rotativa”, aplicada para pressões médias e pequenas vazões 
(movimentação de óleos). Ex.: Compressor de ar, bomba rotativa para líquidos muito 
viscosos. 
 
 
Figura 1. Bomba de pistão (compressor de ar). 
 
Figura 2. Bomba rotativa de engrenagem. 
 
1.2 BOMBAS CINÉTICAS 
 
Neste tipo de bomba o trabalho é gasto para aumentar a energia cinética do 
líquido e acelerá-lo quando ele passa pelo rotor. Podem ser do tipo “axial”, 
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“diagonal/intermediária”, ou “centrífuga”, de acordo com a direção resultante da 
descarga em relação ao rotor. 
 
Figura 3. Bomba axial e bomba intermediária ou diagonal. 
 
Figura 4. Bomba centrífuga. 
 
1.3 OUTRAS BOMBAS 
 
Incluem-se nesta categoria o Aríete Hidráulico e as bombas de densidade por ar 
comprimido. 
 
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Figura 5. Bomba de Aríete (“carneiro hidráulico”). 
 
 
2. POTÊNCIA 
 
Potência é a energia suficiente para vencer a diferença de nível mais as perdas de 
carga ao longo de todo o sistema hidráulico, definidas como: 
Hg – altura geométrica (entre a água antes e depois da bomba) 
Hs – altura de sucção (entre o eixo da bomba e o nível de água da fonte) 
Hr – altura de recalque (entre o eixo da bomba e o nível da água a jusante) 
Hg = Hs + Hr 
hf r – perda de carga no recalque 
hf s – perda de carga na sucção 
hf – perda de carga total 
hf = hf r + hf s 
Hman – altura manométrica 
Hman = Hg + hf 
 
A potência necessária pela BOMBA então é dada por: 




75
man
bomba
HQP 
P – potência (cv); γ – peso específico do líquido (água = 1.000 kgf m-3); η – 
rendimento global do conjunto moto-bomba. 
 
A potência necessária pelo MOTOR é dada por: 
motor
bomba
motor
PP

 
 
3. CURVA CARACTERÍSTICA 
 
A curva característica consiste na representação gráfica (Figura 6), ou em tabela, 
que relaciona características de carga (altura de elevação), rendimento e potência 
absorvida por uma bomba, obtidas do ensaio de funcionamento da bomba. A curva 
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característica é útil para a análise de desempenho, bem como no processo de escolha da 
bomba. 
 
 
Figura 6. Curvas características do sistema, ponto de trabalho, potência 
consumida, rendimento e da bomba. 
 
O chamado “ponto de trabalho” ou “ponto de funcionamento” refere-se à 
condição de equilíbrio entre a energia fornecida pela bomba e a energia requerida pelo 
sistema hidráulico, e corresponde à interseção das curvas características da bomba e do 
sistema. 
Atuando sobre o sistema hidráulico, a abertura ou fechamento de válvulas 
(incremento de perda de carga) são as causas mais comuns de interferência na posição 
do ponto de trabalho (Figura 7). Atuando diretamente na bomba, o ponto de trabalho 
pode ser alterado pelas alterações na rotação e no diâmetro do rotor (Figura 8). 
 
Figura 7. Alteração do ponto de trabalho atuando no sistema, pelo fechamento 
de válvula. 
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Figura 8. Alteração do ponto de trabalho atuando na bomba, pela alteração da 
rotação e do diâmetro do rotor. 
 
 
4. ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS EM SÉRIE E EM PARALELO 
 
A situação mais comum em projetos que envolvam associações de bombas é 
aquela em que todas as bombas associadas são iguais, o que facilita a manutenção e 
permite maior estabilidade. 
Em série: ao se instalar bombas em série deve-se considerar a soma das alturas 
de elevação que caracterizam cara uma das bombas, admitindo-se a mesma vazão 
unitária. 
Em paralelo: quando trabalham em paralelo, admite-se a mesma altura 
manométrica, somando-se as vazões das unidades instaladas, desde que não seja 
alterada a altura manométrica. 
 
 
5. VELOCIDADE ESPECÍFICA 
 
Velocidade (ou rotação) específica é o número de rotações por minuto uma 
bomba ideal, semelhante à bomba em consideração e capaz de elevar 75 L s-1 a uma 
altura de 1 m (potência efetiva de 1 cv). É um dado útil na caracterização das bombas, 
independente do seu tamanho e velocidade de funcionamento. 
4
365,3
m
s
H
Q
rpmN  
Sendo: Q em m3 s-1 e Hm em metros. 
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Figura 9. Forma do rotor e tipos de bombas em função da rotação específica Ns. 
 
 
6. DIMENSIONAMENTO ECONÔMICO DA TUBULAÇÃO DE 
RECALQUE 
 
No projeto de um sistema elevatório o diâmetro das linhas de sucção e recalque 
e a potência do conjunto moto-bomba devem ser bem definidos. Como a vazão e a 
altura geométrica são fixas, os custos totais da linha adutora e do conjunto elevatório, 
incluindo o custo de energia elétrica, dependem do diâmetro escolhido para a linha de 
recalque. Assim, existirá um diâmetro conveniente para o qual o custo total do projeto 
será mínimo. 
 
Fórmula de Bresse QKDR  
Sendo DR em m, Q em m3 s-1, e K = 1,2 (convenção). 
 
A fórmula de Bresse trata-se de uma equação simples que deve ser aplicada na 
fase de anteprojeto. O seu uso na tomada de decisão poderá ser aceitável (para D < 6”) 
ou servir somente como base para avaliação posterior (para D > 6”). Aplicável a 
sistemas de funcionamento contínuo (24 h/dia). 
 
Caso seja interesse funcionar o sistema somente por algumas horas no dia, 
recomenda-se determinar o diâmetro de recalque pela equação: 
Fórmula ABNT NBR 5626 QntofuncionamedeHorasDR
25,0
24
3,1 



 
 
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7. ESCOLHA DO CONJUNTO MOTO-BOMBA 
 
Em grandes unidadeselevatórias a escolha da bomba é feita pela escolha da 
rotação específica. Nos casos mais freqüentes, de menor porte, a bomba é escolhida com 
base no catálogo do fabricante, que fornece conjuntos com rotação fixa, e os gráficos 
denominados mosaicos de utilização (Figura 10). 
Cada bomba da série é referenciada no mosaico por um código de dois números 
(diâmetro nominal de recalque – diâmetro do rotor). Uma vez conhecida a vazão de 
projeto e a altura manométrica, define-se a velocidade de rotação, e o mosaico de 
utilização permite a pré-seleção da bomba pelo código. A escolha definitiva, com a 
determinação do diâmetro do rotor, rendimento no ponto de funcionamento, potência 
necessária e outros é feita pela consulta da curva característica da bomba, também no 
catálogo. 
O motor deve ter uma potência elétrica superior à absorvida pela bomba, cujo 
acréscimo em relação à potência da bomba, depende do tipo e tamanho desta (Tabela 1). 
 
Tabela 1. Acréscimo recomendado para potência de motor elétrico em relação à 
potência da bomba. 
Potência da Bomba Acréscimo 
até 2 hp 50% 
2 a 5 hp 30% 
5 a 10 hp 20% 
10 a 20 hp 15% 
maior que 20 hp 10% 
 
 
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Figura 10. Mosaico de utilização de bomba centrífuga 
 
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8. EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 
 
1 - Foram adquiridas duas bombas iguais com capacidade de 60 L s-1 e 45 m de 
altura manométrica. Verifique as condições para funcionamento em associação. 
 
 
2 - Dimensione a linha de recalque com o critério de economia, e calcule a 
potência necessária para o motor: 
Q = 30 L s-1 Hs = 2,5 m 
Funcionamento = 24 horas Hr = 37,5 m 
 
 
3 - Considere o conjunto elevatório descrito, determine o tipo da bomba, o 
diâmetro do rotor, o rendimento, o ponto de funcionamento, a potência necessária à 
bomba e a potência elétrica do motor. 
 
Líquido: água, 20°C 
Q = 15 L s-1 (54 m3 h-1) 
Tubo  material: Aço galvanizado = 0,15 mm 
Hg = 23 m 
Dr = 0,10 m Ds = 0,15 m 
Lr = 432 m Ls = 4,20 m 
n = 1750 rpm 
Acessórios 
Sucção: válvula de pé com crivo e curva 90° R/D=1,5; 
Recalque: Válvula de retenção leve, registro de gaveta, duas curvas de 45° e uma 
curva de 90° R/D=1. 
 
 
4 - Um edifício com 55 apartamentos é habitado por 275 pessoas. A água de 
abastecimento é recalcada do reservatório inferior para o superior por meio de um 
bombeamento. Dimensione a linha de recalque, admitindo um consumo diário provável 
de 200 L/habitante. 
 
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5 - A bomba caracterizada a seguir é usada para elevar água vencendo uma 
altura geométrica de 6,5, por meio de uma tubulação de 0,10 m de diâmetro, 65 m de 
comprimento e fator de atrito f = 0,020. 
Q (L/s) H (m) (%) 
0,0 22,6 0,0 
12,0 21,3 74,0 
18,0 19,4 86,0 
24,0 16,2 85,0 
30,0 11,6 70,0 
36,0 6,5 46,0 
42,0 0,6 8,0 
 
a) Determine a vazão recalcada e a potência consumida pela bomba. 
 
 
b) Caso seja necessário aumentar a vazão do sistema e decida-se adicionar uma 
segunda bomba, idêntica a esta, qual modelo de associação (série ou paralelo) 
apresentará melhor condição de vazão e potência requerida? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
ABNT – NBR 5626 – Instalação predial de água fria. 41 p., 1998. 
AZEVEDO NETO, J. Manual de Hidráulica. 8. ed. São Paulo, SP: Edgard 
Blucher, 2003. 
PORTO, R. M. Hidráulica básica. 4. ed. São Carlos, SP: EESC USP Projeto 
REENGE, 2009.