A busca por processos industriais mais controlados têm impulsionado a aplicação de inversores de frequência, tornando o assunto cada vez mais relevante.
Embora muitas indústrias adotem posições conservadoras em relação à inovação tecnológica, aquelas empresas que optaram por implementar o inversor de frequência e desfrutam de seus benefícios, desejam além de controle e eficiência, a robustez para manter o processo produtivo ininterrupto.
Afinal, tempo de parada não programada é sinônimo de dinheiro perdido.
Haja vista a forte aplicação de inversores de frequência em sistemas de bombeamento de fluido, com destaque para bombas submersíveis, o presente texto destaca cuidados especiais para que a aplicação ofereça maior desempenho e longevidade do sistema.
Neste texto, discutiremos os principais pontos de atenção ao utilizar inversores de frequência em bombas submersíveis, destacando práticas que asseguram eficiência, confiabilidade e segurança em aplicações industriais.
Se você se interessa pelo assunto, acompanhe esta leitura até o fim.
O que são bombas submersíveis
Projetadas para operar submersas em líquido, as bombas submersíveis são equipamentos tão comuns quanto as bombas tradicionais, tendo também a mesma função: transferir fluido de um local para outro através da pressão exercida.
O fato dessas bombas serem instaladas diretamente dentro do líquido a ser bombeado elimina aquela necessidade de criar sucção, o que as tornam eficientes em diversos casos.
Contudo, essas bombas devem possuir características específicas para que possam funcionar no ambiente líquido, como:
- Vedação robusta para proteger os componentes internos de danos causados pelo fluido;
- Motor elétrico integrado ao corpo da bomba para que o líquido seja empurrado, ao invés de sugado, eliminando problemas como cavitação;
- Materiais resistentes à corrosão e ao desgaste, como aço inoxidáveis e ligas especiais, os quais possam lidar tanto com água, óleo e produtos químicos.
Aplicações das bombas submersíveis
As bombas submersíveis podem ser encontradas em diversos setores, lidando com aplicações distintas.
Contudo, é mais comum encontrar essas bombas em aplicações como:
- Drenagem: removendo água acumulada em minas, túneis e construções;
- Saneamento: No transporte de esgoto e efluentes em sistemas de tratamento;
- Irrigação: Bombeamento de água em sistemas agrícolas;
- Poços profundos: Na extração de água subterrânea em grandes profundidades;
- Indústrias: Transferindo líquidos corrosivos, lamas, em ETE (Estação de Tratamento de Esgoto), ou outros fluidos industriais.
Bombas submersíveis e inversores de frequência: garantindo robustez e confiabilidade no sistema
A aplicação de inversores de frequência em bombas é algo essencial quando se deseja obter controle do processo combinado da redução do consumo de energia elétrica e segurança operacional.
Tudo isso, graças à função principal do inversor de frequência: Controle de velocidade dos motores elétricos que hão acionar equipamentos, como a própria bomba, permitindo que a energia necessária seja gasta para entregar o fluxo de fluido exigido, sem perdas de funcionamento que ocorrem quando a bomba funciona em plena carga.
Contudo, alguns cuidados devem ser tomados no uso conjunto de bombas submersíveis e de inversores, os quais interferem no desempenho do processo e na performance da bomba.
Vamos conhecê-los?
Excesso de velocidade
Sabe aquele momento em que o motor tem potência disponível, mas o mesmo precisa de um empurrãozinho a mais para entregar a quantidade de fluxo necessária em determinado momento?
Então, sabe-se que o inversor pode aumentar a velocidade do motor para garantir a entrega do fluxo desejado, desde que sejam verificados os limites operacionais da bomba e do motor.
Contudo, este ponto de atenção não é suficiente para acréscimo de velocidade.Em velocidades altas, é preciso também se atentar se a altura de sucção positiva líquida na bomba é suficiente para evitar cavitação.
Redução de velocidade
A redução da velocidade proporcionada pelo inversor de frequência faz com que o sistema opere em capacidade menor do que a plena, implicando no consumo de energia elétrica.
Contudo, é preciso estar ciente de que reduções excessivas podem alterar a condição hidráulica da bomba, influenciando em uma operação instável e reduzindo a eficiência do sistema.
Velocidades críticas
Ainda que sejam analisadas as velocidades críticas extremas da bomba, é preciso também se atentar às vibrações consequentes.
Vibrações mecânicas estão presentes em equipamentos e dispositivos, mas a ressonância, que é o fenômeno que ocorre quando a frequência externa coincide com a frequência natural do sistema, pode ocasionar em:
- Grandes tensões mecânicas e deslocamentos;
- Danos estruturais;
- Redução da vida útil.
Assim, é interessante fazer um estudo do caso, avaliando as velocidades ou faixas de velocidade que ofereçam operação contínua e segura, e programar no inversor para que o mesmo bloqueie as velocidades excedentes que proporcionem instabilidade na operação.
Rotação reversa
A rotação reversa pode causar disparo, uma vez que a coluna de fluido pode passar de volta pelo sistema hidráulico da bomba, fazendo com que a mesma se comporte como uma “turbina geradora” e desarme o inversor de frequência.
Portanto, opte por válvulas de retenção para que isso não ocorra, ou ainda um inversor regenerativo.
Dimensionamento do inversor
Assim como está escrito neste artigo aqui, o qual ensina como dimensionar inversores de frequência, você deve selecionar o inversor de acordo com a placa de identificação do motor. Caso precise de ajuda, contate a nossa equipe especializada, a qual lhe dirá qual dos nossos inversores atende às suas necessidades.
Blindagem EMC
A compatibilidade eletromagnética (blindagem EMC) deve considerar o caminho de impedância que seja mais baixo na conexão da blindagem à terra.
Isso ocorre automaticamente em motores submersíveis,já que a água que ocupa o espaço ao redor atua como blindagem EMC, equalizando o potencial elétrico dos elementos metálicos.
Saber disso é o suficiente? R: Não.
A seleção e instalação do cabeamento e aterramento deve reduzir o ruído e a interferência com outros equipamentos.
Cuidados com geradores
Diversas aplicações que envolvem bombas e inversores, também abrangem geradores de energia para garantir que o abastecimento de fluido não seja interrompido durante a queda de energia elétrica.
Contudo, há um certo problema que envolve inversores, geradores e harmônicos.
Para saber mais, você pode clicar aqui e aqui e ser direcionado a artigos que vão sanar as suas dúvidas a respeito do assunto.
Em suma, os geradores podem produzir ou ser suscetíveis a harmônicos, os quais devem ser considerados no dimensionamento do cabo alimentador e do próprio gerador.
Conclusão
Embora o uso de inversores de frequência em bombas submersíveis ofereça controle, confiabilidade e eficiência energética, é preciso se atentar às condições apresentadas, para que os benefícios do inversor sejam totalmente aproveitados.
Assim, cuidados contra vibração crítica, o isolamento, a blindagem EMC e a programação adequada são fatores que devem ser considerados, junto da seleção correta do dispositivo a ser utilizado.
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