Bomba centrífuga x Bomba de deslocamento positivo

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QUANDO UTILIZAR UMA BOMBA DE DESLOCAMENTO POSITIVO 
 
 
A escolha entre utilizar uma bomba positiva ou uma bomba  centrífuga nem  sempre é uma  
tarefa  simples. Para uma melhor decisão na escolha entre os dois  tipos de bomba é muito 
importante    compreender que ambas  se  comportam de  forma muito diferente,  conforme é 
possível  observar‐se nos gráficos a seguir. A curva de  desempenho abaixo (Fig. 1) mostra  de  
uma  forma clara a diferença de  comportamento dos dois tipos de bomba. A BC terá sensível  
variação   do   fluxo dependendo da pressão na saída da   bomba, ao   passo que a   bomba de 
deslocamento  positivo mantém  basicamente  a mesma  vazão  independente  da  pressão  na 
linha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.  1 ‐ Curvas características de bombas centrífugas (preto) x bomba positiva (vermelho). 
 
 
Outra grande diferença entre os dois tipos de bomba é o efeito que a viscosidade tem sobre a  
capacidade da bomba. Você  irá  notar no gráfico  de  capacidade (Fig. 2), de  que forma a  BC 
perde  vazão  na  medida  em  que  a  viscosidade  aumenta,  ao  passo  que  a  BP  na  verdade 
aumenta  o  seu fluxo.  Isso se  deve ao fato que líquidos com  alta viscosidade,  preenchem as  
folgas da bomba causando uma eficiência volumétrica maior. Este gráfico mostra somente   o  
efeito da viscosidade sobre o fluxo da  bomba. Lembre se que quando existir uma  variação  de  
viscosidade,  deverão ocorrer  também grandes perdas de  carga na tubulação do  sistema. Isso 
significa que você deverá calcular nova  vazão da bomba, a  partir do primeiro  gráfico  devido  
a  mudanças  na pressão de recalque. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Fig.  2 ‐ Comparativo de capacidades de bombas em função da viscosidade 
0  500  1000  1500 2000
25 
50 
75 
100 
Viscosidade SSU 
C
ap
ac
id
ad
e
 %
 
Centrífuga 
 
Positiva 
Os dois tipos de  bomba também se  comportam de maneira  diferente quando  consideramos  
a  eficiência mecânica  (rendimento). Verificando o  gráfico de  eficiência  abaixo  (Fig.  3),  você  
poderá notar o impacto das mudanças de pressão sobre a  eficiência das bombas.   
 
Mudanças  de  pressão  têm  pouco  efeito  na  eficiência  da  BDP, mas  um  efeito  considerável 
sobre a BC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Fig.  3 Rendimento x altura manométrica total. 
 
Outra consideração  é a  respeito do  NPSH requerido. Numa BC varia em função da  vazão  que 
é determinada pela pressão. Numa bomba de  deslocamento positivo o  NPSH requerido  varia 
como uma função da  vazão  que é determinada pela velocidade do eixo da bomba ou rotação 
da  mesma.  Quanto mais baixa é a rotação da BP mais baixo é o NSPH requerido. 
 
Outra questão importante quando comparamos os dois  tipos de  bomba é que a  BC tem seu 
melhor rendimento no centro da  curva. 
 
Quando  você  se    move,  tanto    para  direita  quanto  a  esquerda  da  curva,  considerações 
adicionais  entram  em questão. Se você  se  mover o suficiente para esquerda  ou para direita, 
a   vida da   bomba é diminuída ou por causa de   deflexão do    ixo ou por causa da cavitação  
aumentada. 
 
Com uma BP você pode operar a bomba em qualquer ponto da curva. Na verdade a  eficiência 
volumétrica melhora na medida em que  se  trabalha  com maiores  rotações numa BP.  Isso é 
devido    o    fato  da    eficiência  volumétrica  ser  afetada  pelo  escorregamento  (slip*)  que  é 
constante na BP. 
 
 
*slip: quantidade  ou volume de  produto  que fica circulando  dentro da  bomba  sem conseguir 
sair, devido a pressão elevada na saída  da bomba. Quanto maior o volume circulando dentro 
da  bomba,  menor  será  a  eficiência  da  mesma.    Em  baixas    rotações,  o  percentual  de 
escorregamento é maior, do que em altas rotações. 
 
 
Os  dados apresentados nestes gráficos  se  referem a  uma  aplicação  especifica real. O gráfico  
da   BC foi   escolhido no melhor   ponto de eficiência (MPE) e a BP (tipo engrenagem  interna)  
foi  escolhido para atender a  vazão, a  viscosidade e a  pressão no mesmo exemplo. 
 
Aplicações   diferentes    terão   curvas e eficiências diferentes. Estas curvas são   apresentadas 
como  exemplo do  comportamento dos dois modelos  de  bomba, centrífuga e positiva, para 
uma  mesma aplicação. 
   
40  15  20  25  30 
50 
60 
70 
80 
Altura manométrica ‐ mcl 
R
e
n
d
im
e
n
to
 %
 
Centrífuga
 
Positiva 
Bombas  positivas (BP) x Bombas  centrifugas(BC) 
 
Bombas de deslocamento positivo deslocam  uma  quantidade  de  constante de  liquido  para 
cada rotação do  eixo da  bomba. Em  geral, isso  é realizado  por elementos de  bombeamento  
(engrenagens,  lóbulos,   palhetas,   parafusos) se   movimentando   de   uma    forma a expandir 
volumes  e  permitir  que  o    líquido    entre  pela  bomba.  Esses  volumes  são    contidos  pela 
geometria da  bomba  até que os elementos de  bombeamentos se  movam de  uma  forma a  
reduzir   os    volumes e  forçar o    líquido   para  fora da   bomba. Os    fluxos das BDP não  são  
praticamente  afetados pelo  diferencial de  pressão, o  fluxo é continuo  e sem pulsações. BDP 
têm  folgas  internas muito  reduzidas,  que minimizam  a    quantidade    de    liquido    que  fica 
circulando  dentro da  bomba  (escorregamento ou slip).  Por isso  elas são muito eficientes.   
 
Bombas positivas funcionam  bem com  uma  grande  gama de  viscosidades, particularmente 
altas viscosidades. 
 
Bombas centrifugas diferem das bombas rotativas  no sentido que elas dependem da  energia 
cinética  ao  invés  de  meios mecânicos  para movimentar o  líquido. O líquido  entra na bomba  
pelo   centro de   um    impelidor girante e ganha energia,   na medida em que  se   move para 
diâmetro externo do  impelidor. As  BC podem  transferir grandes  volumes de  liquido, mas, a  
eficiência  e  o    fluxo  caem  rapidamente  na  medida  em  que  a    pressão  e  a    viscosidade 
aumentam. 
 
 
 
Tabela comparativa 
 
 
 
 
 
Fonte: RZR ‐ Bombas Positivas Ltda. 
http://www.rzrbombas.com.br/ 
Comparativo: Bomba Positiva  x Bomba Centrifuga 
Bomba Positiva  Bomba Centrifuga 
Max.  Viscosidade 
(CST  /  SSU) 
1.320.000  /  6.000.000  550  /  2.500 
Max.  Capacidade 
m³/ h  /  GPM 
750  /  3.300  27.250  /  120.000 
Eficiência  E  M 
Custo  Energético  E  M 
Auto-aspirante  SIM  NÃO 
Controle  de  fluxo  E  F 
Custo  de  ciclo  de  vida  B  B 
Custo  inicial  M  E 
E  =  Excelente  ,  B  =  Bom,  M  =  Médio  ,  F  =  Fraco 
Cuidados a serem tomados na seleção e operação de bombas. 
 
a) Bombas centrífugas 
 
As bombas centrífugas, por trabalharem com a força centrífuga e serem de propulsor aberto, 
estão muito  sujeitas  a  cavitação  e  portanto  a  perda  de  carga  na  sucção  deve  ser  a menor 
possível.  
 
Desnecessário dizer o que ocorre com um rotor de 
uma  bomba  centrífuga  sujeito  a  cavitação,  como 
mostrado na imagem abaixo. 
 
Elas somente podem ter sua vazão ajustada através 
de  válvula  de  controle  instalada  no  recalque  da 
mesma  ou  eventualmente  através  variação  de 
rotação por um inversor de frequência. 
 
 
Na escolha da bomba centrífuga deve‐se observar o seguinte: 
   
• A  curva  da  bomba  não  deverá  estar  no  limite  de  diâmetro  máximo  nem  de 
diâmetro mínimo para o rotor. 
• A pressão de trabalho não deverá estar próxima da pressão de “shut off” ou seja, 
maior  pressão  atingida  com  vazão  zero,  pois  a  vazão  irá  oscilar  com  pequenas 
alterações de vazão. 
• A vazão de trabalho não deverá estar próximo á vazão máxima da bomba, pois a 
pressão irá oscilar constantemente. 
• O  ponto  de  trabalho  da  bomba  deve  se  situar  próximo  á  região  de  maior 
rendimento. 
• As  curvas  para  bombas  centrífugas  são  traçadas  sempre  se  levando  em 
consideração  água  limpa.    Para  outros  fluidos,  a  potência  consumida  deve  ser 
corrigida em função da densidade do líquido e de sua viscosidade. 
 
b) Bombas volumétricas 
 
As bombas volumétricas somente podem ter sua vazão ajustadapela variação de rotação. 
 
Elas têm capacidade de sucção maior que as bombas centrífugas, mas também são sujeitas à 
cavitação.  Devem ser dotadas de válvula de segurança à saída, pois a obstrução da mesma irá 
causar  um  aumento  indefinido  da  pressão  podendo  danificar  seriamente  a  bomba  ou  a 
instalação. 
 
O  cuidado  a  ser  observado  na  seleção  de  uma  bomba  deste  tipo  é  a  rotação  de  trabalho.  
Quanto maior a  rotação, maior  será o desgaste, portanto menor  será a vida útil da bomba.  
Outro ponto  a  ser observado  é quanto  ao  trabalho  com  líquidos muito  viscosos,  em que  a 
rotação da bomba não deve  ser  elevada para permitir que o produto  chegue  à bomba  em 
vazão compatível. 
 
Deve  ainda  ser  tomada  por  ocasião  da  seleção,  precaução  similar  á  escolha  de  bombas 
centrífugas. 
Renato Dorsa / José C. Caranti ‐ 2018. 
www.dorsa‐caranti.com.br