Existem inúmeros tipos de bombas que desempenham funções específicas, entre as quais temos uma menos conhecida, mas muito útil e eficiente, a bomba de deslocamento positivo. Esta bomba é a mais utilizada em todas as indústrias, desde as indústrias do petróleo e do gás, às empresas farmacêuticas e às fábricas de produtos alimentares. Uma coisa é certa; compreender uma bomba de deslocamento positivo, o seu funcionamento e as suas vantagens pode ajudar a responder ao problema básico de qual a bomba que funcionará melhor no local de aplicação. Esta publicação do blogue centra-se nos princípios de funcionamento das bombas de deslocamento positivo e nas suas aplicações em várias indústrias.
O que é uma bomba de deslocamento positivo
Uma bomba de deslocamento positivo é uma bomba que emprega um processo em que um volume definido de fluido é capturado e movido empregando uma fonte de energia, e esse fluido é depois empurrado através de uma tubagem de descarga. Geralmente, as bombas centrífugas sugam os fluidos, e daí a elevada taxa de rotação, enquanto as bombas de deslocamento positivo são capazes de fornecer um volume constante de fluido, independentemente da pressão oposta. Este facto torna-as adequadas para aplicações de alta pressão ou quando é necessário bombear fluidos espessos de elevada viscosidade.
As bombas de deslocamento positivo são classificadas em dois tipos de bombas, que incluem as bombas rotativas e as bombas de movimento alternativo. Nestes tipos, são utilizados diferentes métodos com um produto final invariável e com o caudal definido ao mesmo ritmo.
Como funciona uma bomba de deslocamento positivo?
Uma bomba de deslocamento positivo é definida como uma máquina que desloca volumes de líquido da porta de entrada para a porta de saída da bomba. Na prática, significa que o fluido é puxado para dentro da bomba através da criação de cavidades, sendo esta ação designada por retenção de fluido. Atualmente, a pressão média de entrada de água na câmara envolve a compressão interna dos líquidos.
Nas bombas rotativas, estas estruturas são rodadas por engrenagens que movem uma estrutura geométrica para agarrar a água em movimento. Estes elementos estão em rotação rápida, o que permite manter um fluxo constante de líquido. Em contraste, as bombas recíprocas funcionam com um pistão ou um diafragma que permite que qualquer fluido seja deslocado num movimento oscilante.
Processo de trabalho
O processo pode ser interpretado da seguinte forma:
- Admissão: A bomba gera uma sucção no interior da cavidade, pelo que o líquido entra.
- Aprisionamento do fluido: Depois de entrar, o fluido em movimento é retido no interior da câmara por peças móveis adicionais ou pelo funcionamento do pistão acima explicado.
- Deslocação: Este fluido retido é então empurrado para fora através do tubo de descarga pela bomba por redução do volume da câmara que contém o fluido.
Este processo cíclico ou contínuo torna as bombas de deslocamento positivo ideais para situações em que é necessário fornecer um volume controlado de fluido num determinado período de tempo.
Tipos de bombas de deslocamento positivo
Atualmente, existem diferentes tipos de bombas de deslocamento positivo que incluem:
Bombas de engrenagem
As formas quase paralelas cortam um caminho através das glândulas de bombeamento e compreendem um número de saliências semelhantes a pinos ou armadilhas de fluido que capturam o líquido entre posições opostas dos dentes. Estas bombas são frequentemente utilizadas quando existe uma elevada exigência de precisão na quantidade de fluido fornecido, por exemplo, em sistemas de circulação de óleos.
Bombas de lóbulos
As bombas de lóbulos de fluxo axial são constituídas por 2 rotores de lóbulos que funcionam com uma folga muito pequena para lidar com a transferência de fluidos. Aqui, os rotores apenas transferem o fluido da entrada para a saída com pouco ou nenhum contacto. Estas bombas também são utilizadas em aplicações sanitárias, como o processamento de alimentos e bebidas.
Bombas de diafragma
Utilizam uma membrana flexível para criar vácuo e pressão alternados para mover um fluido. São amplamente utilizados no processamento químico e no tratamento de águas residuais, uma vez que têm a capacidade de bombear fluidos corrosivos.
Bombas peristálticas
Neste tipo de bomba, um tubo flexível é apertado por rolos ou sapatas de modo a impulsionar um fluido no seu interior. Esta bomba é especialmente vantajosa para uso médico, uma vez que evita a contaminação de qualquer fluido, pois o fluido entra em contacto apenas com a tubagem.
Bombas de pistão
Neste tipo de bombas, o pistão é utilizado como elemento para deslocar uma quantidade de fluido de uma posição para a seguinte, avançando e recuando no interior de um cilindro. As bombas de pistão são conhecidas pela sua capacidade de gerar alta pressão, pelo que podem ser encontradas em sistemas hidráulicos de meios porosos.
Vantagens das bombas de deslocamento positivo
As bombas de deslocamento positivo têm uma série de vantagens, que são as razões pelas quais são solicitadas na maioria dos sectores. Para ser mais específico, algumas dessas vantagens incluem
- Caudal constante: Um dos principais aspectos positivos das bombas de deslocamento positivo é o facto de poderem manter um caudal constante numa gama de pressões de descarga. Esta capacidade é valiosa num grande número de processos, incluindo a distribuição ou medição de alguns fluidos.
- Capaz de resistir a pressões elevadas: A única desvantagem das bombas de deslocamento positivo é a geração de pressão de uma bomba de deslocamento positivo, que pode ser superior a 4000 psi, razão pela qual são utilizadas em aplicações que implicam empurrar fluidos através de uma longa distância ou através de uma pressão considerável.
- Manuseamento de fluidos viscosos: Ao contrário das bombas centrífugas, que são ineficientes na movimentação de fluidos espessos ou viscosos, as bombas de deslocamento positivo são concebidas para bombear eficientemente líquidos altamente viscosos ou espessos. Isto torna-as adequadas para bombear óleos, xaropes, lamas, entre outras aplicações.
- Autoescorvante: A maioria das bombas de deslocamento positivo é autoescorvante e, portanto, é possível começar a bombear sem escorvar a bomba manualmente. Esta caraterística é essencial em áreas onde é necessária fiabilidade e conveniência no funcionamento da bomba.
- Eficiência energética: Estas bombas também tendem a ser mais eficientes do que as bombas centrífugas quando funcionam com um fluido muito viscoso ou com sistemas de alta pressão, daí a sua elevada eficiência. Existe um potencial de poupança de despesas a longo prazo, uma vez que é consumida menos energia no funcionamento das bombas.
Utilização de bombas de deslocamento positivo
A própria natureza das bombas de deslocamento positivo permite que sejam aplicadas em muitas actividades industriais, daí a sua utilização repetida em muitas indústrias. Alguns dos locais de utilização são os seguintes:
- Petróleo e gás: As bombas de deslocamento positivo são aplicadas na transferência de petróleo bruto, lubrificantes, óleos e outros produtos petrolíferos ou fluidos espessos ou sob alta pressão, como é comum nas operações de petróleo e gás.
- Alimentos e bebidas: Mesmo na indústria alimentar e de bebidas, que exige condições sanitárias para bombear materiais viscosos como molhos, xaropes e produtos lácteos. Para bombear revestimentos sanitários, são utilizadas bombas de lóbulos.
- Produtos farmacêuticos: As bombas de deslocamento positivo são excelentes ferramentas no fabrico de produtos farmacêuticos para dosear e distribuir líquidos sensíveis ou estéreis sem permitir a contaminação durante o processo.
- Processamento químico: As bombas de diafragma e de pistão são os tipos de equipamento de casa de bombas mais utilizados em instalações que movimentam líquidos agressivos ou corrosivos.
- Tratamento de águas residuais: Entre as várias categorias de bombas de deslocamento positivo, as bombas de diafragma têm feito incursões notáveis na gestão de águas residuais, bombeando rapidamente adesivos e lamas espessas.
Aplicações comuns de bombas de deslocamento positivo e bombas centrífugas
Poderá estar a pensar: "Qual é a necessidade desta bomba de deslocamento positivo se existe uma bomba centrífuga?" A resposta baseia-se simplesmente nas caraterísticas da aplicação. Aqui estão alguns destaques a serem observados:
- Consistência no caudal: As bombas de deslocamento positivo são praticamente toda a pressão no cilindro produz um fluxo quase constante, portanto, independentemente de quaisquer alterações na pressão a taxa de fluxo permanece inalterada, enquanto as bombas centrífugas taxas de fluxo do sistema giram dependendo da pressão do sistema.
- Pressão: A deslocação positiva é preferível quando o sistema funciona a alta pressão, enquanto as bombas centrífugas têm perdas crescentes de eficiência com o aumento da pressão.
- Viscosidade do fluido: As bombas de deslocamento positivo são melhor utilizadas na bombagem de líquidos espessos, uma vez que as bombas centrífugas são ineficientes na bombagem de fluidos muito viscosos.
Conclusões
Muitos sistemas dependem de bombas de deslocamento positivo porque garantem uma taxa de fluxo consistente ao longo de níveis variáveis de pressão e permitem o bombeamento de líquidos de alta viscosidade. Em qualquer projeto que exija a movimentação de óleos, produtos químicos, produtos alimentares ou mesmo águas residuais, é muito provável que se encontre uma bomba de deslocamento positivo adequada para o trabalho. Saber como as bombas funcionam, quais são os diferentes tipos e quais são as suas muitas utilizações prepará-lo-á bem para selecionar a melhor bomba para as suas necessidades.
Ao escolher uma bomba, considere a viscosidade do fluido, os requisitos de pressão do fluido e os caudais. Nas aplicações de bombagem mais difíceis, as bombas de deslocamento positivo fornecerão soluções energéticas adequadas e corretas, tornando-as uma necessidade em utilizações industriais e comerciais.
