Efluente com areia e partículas abrasivas: como isso afeta o bombeamento?

Areia e outras partículas abrasivas podem desgastar bombas de efluentes mesmo sem causar entupimentos. Veja o que observar antes de escolher o equipamento.

Uma bomba pode continuar transportando o efluente normalmente, sem qualquer sinal de entupimento, e ainda assim estar sofrendo desgaste acelerado. Isso acontece quando o líquido contém areia ou outras partículas capazes de atuar de forma abrasiva sobre o impulsor, a carcaça e outros componentes da parte hidráulica.

O problema é diferente daquele provocado por panos, fibras, embalagens e sólidos maiores que podem bloquear a passagem do líquido. No bombeamento de efluentes com areia, a preocupação não está apenas em saber se a partícula consegue atravessar a bomba. Também é necessário entender o que acontece enquanto ela percorre o equipamento.

Concentração, tamanho e dureza das partículas, velocidade do escoamento, ponto de operação e quantidade de horas em funcionamento influenciam a intensidade desse desgaste. Por isso, uma bomba com ampla passagem de sólidos não deve ser considerada automaticamente adequada para um efluente abrasivo.

Qual é a diferença entre entupimento e abrasão na bomba?

Entupimento e abrasão envolvem sólidos presentes no líquido, mas provocam problemas diferentes.

Um material fibroso, um pedaço de plástico ou outro objeto pode ficar preso no impulsor ou em uma passagem interna e impedir ou reduzir o bombeamento. Nesse caso, dimensões dos sólidos, formato das passagens e características do impulsor têm grande importância.

A areia costuma apresentar outro comportamento. Seus grãos podem passar pela hidráulica juntamente com o líquido e atingir repetidamente as superfícies internas da bomba. O equipamento continua funcionando, mas essa interação pode retirar material ou alterar gradualmente a geometria das peças.

A abrasão é uma forma de desgaste provocada pela ação mecânica dos sólidos presentes no fluido sobre as superfícies do equipamento. Entre os fatores que interferem em sua intensidade estão concentração, dureza, formato e tamanho das partículas, além da velocidade relativa entre elas e os componentes da bomba.

Isso explica por que ausência de entupimentos não significa ausência de problemas com sólidos.

Como a areia provoca desgaste na bomba de efluentes?

Durante o bombeamento, o líquido entra na bomba, recebe energia do impulsor e percorre as passagens internas até chegar à tubulação de recalque. Quando existem partículas minerais suspensas nesse fluxo, elas acompanham o movimento e podem atingir ou deslizar sobre as superfícies da hidráulica.

O efeito pode ser comparado, em certa medida, a um processo contínuo de lixamento. A intensidade varia conforme as características das partículas e a forma como elas atingem cada componente.

Impulsor, carcaça, anéis e regiões onde existem pequenas folgas podem estar sujeitos a desgaste. Bordas de pás e outras áreas diretamente expostas ao fluxo também podem perder material ao longo do tempo.

Isso não significa que qualquer presença de areia levará rapidamente a uma falha. Uma pequena quantidade ocasional representa uma condição diferente de um efluente que transporta continuamente elevada carga de partículas minerais.

Por que a quantidade de areia faz diferença?

Conhecer apenas a existência de partículas no efluente é insuficiente. Também é importante saber quanto material está sendo transportado.

À medida que aumenta a concentração de sólidos abrasivos, cresce a quantidade de partículas passando pela bomba e interagindo com suas superfícies. Isso tende a aumentar a exposição dos componentes ao desgaste.

Imagine duas instalações utilizando bombas semelhantes. Na primeira, pequenos volumes de areia chegam eventualmente durante chuvas ou alguma etapa de lavagem. Na segunda, o processo industrial gera continuamente água contendo partículas minerais.

Embora ambas possam ser descritas como aplicações com “areia no efluente”, a exposição da bomba ao material abrasivo é bastante diferente.

Por isso, sempre que possível, a avaliação deve procurar identificar a concentração aproximada de sólidos e se a presença dessas partículas é contínua, sazonal ou eventual.

Tamanho e dureza das partículas também precisam ser conhecidos

Dois efluentes podem apresentar concentrações semelhantes de sólidos e ainda provocar efeitos diferentes sobre a bomba.

O tipo de material importa. Partículas minerais duras podem ser mais agressivas às superfícies do que sólidos relativamente macios. Granulometria, formato dos grãos e relação entre a dureza das partículas e a dos componentes da bomba também interferem no processo de desgaste.

Esse é um dos motivos pelos quais a descrição “efluente com sólidos” é ampla demais para selecionar um equipamento.

Um sistema que recebe fibras, papel e matéria orgânica apresenta um desafio hidráulico diferente daquele que transporta areia fina, pó mineral ou partículas provenientes de lavagem de pisos e equipamentos.

Antes da especificação, é importante conhecer a origem desses sólidos. Saber de qual etapa do processo eles vêm ajuda a compreender se existe uma condição predominantemente de bloqueio, abrasão ou uma combinação das duas.

A vazão pode influenciar o desgaste por abrasão?

A velocidade com que as partículas percorrem a hidráulica também interfere na abrasão.

Quanto maior a velocidade relativa entre as partículas e determinadas superfícies internas, maior pode ser a intensidade dos impactos e do desgaste. A condição hidráulica em que a bomba trabalha, portanto, faz parte da avaliação.

Isso significa que escolher uma bomba simplesmente “mais potente” ou buscar velocidades maiores não representa necessariamente uma vantagem diante de líquidos abrasivos.

O ponto de operação deve considerar a vazão necessária, a altura manométrica do sistema, as características das tubulações e o comportamento esperado do equipamento.

Operações muito afastadas da condição prevista podem alterar o escoamento dentro da bomba, aumentar turbulências e modificar a forma como as partículas atingem os componentes.

A análise da abrasão, portanto, não termina na composição do efluente. Também é necessário entender como o sistema será operado.

O tempo de funcionamento também interfere na avaliação

Uma bomba que trabalha alguns minutos por dia e outra que permanece ligada durante muitas horas ficam expostas a quantidades muito diferentes de partículas, mesmo quando bombeiam líquidos semelhantes.

Por isso, o regime operacional ajuda a dimensionar a importância do problema.

É necessário observar quantas horas o equipamento funciona, qual volume é movimentado e se a presença de partículas ocorre durante todo o ciclo ou apenas em determinados momentos.

Uma instalação industrial pode, por exemplo, receber maior concentração de areia durante uma etapa específica de lavagem. Identificar esse período permite entender melhor quando a bomba fica submetida à condição mais abrasiva.

Essas informações também ajudam a estabelecer rotinas de inspeção compatíveis com a aplicação.

Quais sinais podem indicar desgaste causado por partículas abrasivas?

A abrasão costuma evoluir gradualmente. A bomba pode continuar funcionando enquanto algumas de suas características hidráulicas começam a mudar.

Entre os sinais que merecem investigação estão:

• redução progressiva da vazão ou do desempenho esperado;
• desgaste visível do impulsor, da carcaça ou de componentes internos;
• aumento das folgas entre peças sujeitas ao fluxo;
• necessidade de substituição de componentes em intervalos cada vez menores;
• alterações de ruído ou vibração ao longo da operação;
• histórico recorrente de desgaste associado à presença de areia ou partículas minerais.

Nenhum desses sinais confirma sozinho que a abrasão seja a causa. Cavitação, corrosão, problemas mecânicos e operação fora das condições previstas também podem produzir sintomas semelhantes.

A inspeção deve buscar relacionar o padrão de desgaste às características do líquido e às condições em que a bomba trabalha.

Como a inspeção ajuda a identificar abrasão?

Quando uma bomba utilizada em efluente com areia é retirada para manutenção, as peças removidas podem fornecer informações importantes.

O formato e a localização do desgaste ajudam a entender quais regiões estão sendo mais atingidas. Comparar o estado do equipamento entre diferentes inspeções também permite perceber se a perda de material está ocorrendo de forma acelerada.

Registrar fotografias, horas de operação e componentes substituídos cria um histórico útil para as próximas decisões de manutenção.

Se determinada peça apresenta perda acentuada de material após períodos semelhantes de funcionamento, o problema pode justificar uma revisão mais ampla da seleção da bomba, do ponto de operação ou até do processo que leva as partículas até o equipamento.

Uma bomba com maior passagem de sólidos é melhor para areia?

Não necessariamente. A passagem de sólidos está relacionada principalmente à capacidade da hidráulica de permitir que determinados materiais atravessem a bomba sem provocar bloqueios.

A resistência ao desgaste abrasivo envolve outras variáveis, como materiais de fabricação, geometria hidráulica, características das partículas, concentração e condições de funcionamento.

Uma bomba preparada para permitir a passagem de sólidos maiores pode funcionar bem diante de materiais que provocariam entupimento e, ainda assim, não ser a melhor opção para um líquido continuamente carregado de partículas abrasivas.

Por isso, o tamanho da passagem de sólidos não deve ser utilizado isoladamente como critério de seleção.

É possível reduzir a quantidade de areia que chega à bomba?

Dependendo da origem do efluente e da configuração da instalação, pode ser interessante avaliar medidas que reduzam a carga abrasiva antes do bombeamento.

Sistemas de separação, sedimentação ou outras formas de tratamento preliminar podem fazer sentido em determinadas aplicações. Em outras, a própria dinâmica do sistema exige que as partículas sejam transportadas juntamente com o líquido.

A decisão depende da concentração e da granulometria dos sólidos, da vazão, das características da instalação e das possibilidades de operação e manutenção.

Também é importante observar se existe sedimentação antes da bomba. Retirar partículas do fluxo pode ser desejável em determinadas situações, mas permitir que elas se acumulem em reservatórios ou tubulações pode criar outro problema para a instalação.

Por isso, qualquer estratégia de separação deve considerar o comportamento do sistema como um todo.

O que informar antes de escolher uma bomba para efluente com areia?

Uma seleção mais adequada começa por uma descrição precisa do líquido que será bombeado.

Além de vazão e altura manométrica, é importante reunir informações sobre:

• origem das partículas;
• concentração aproximada;
• granulometria;
• tipo e dureza do material;
• presença de fibras ou sólidos maiores;
• temperatura e características químicas do líquido;
• número de horas de funcionamento;
• presença contínua ou eventual de areia;
• histórico de desgaste de equipamentos já utilizados na instalação.

Essas informações ajudam a diferenciar uma aplicação em que o principal desafio é evitar bloqueios daquela em que a abrasão também precisa ser considerada na seleção do conjunto.

A Aquastar possui diferentes configurações de bombas submersíveis para águas residuais e efluentes, mas a escolha depende das características reais do líquido e das condições de operação.

Se houver areia ou outras partículas abrasivas no efluente, essas informações devem fazer parte da análise antes da definição do equipamento.