Eficiência e Versatilidade das Bombas Anfíbias na Drenagem Pluvial Urbana
Nas grandes e médias cidades, os especificadores de sistemas de drenagem enfrentam desafios cada vez maiores: chuvas intensas, alagamentos recorrentes e a crescente quantidade de detritos que entopem bombas convencionais. Em situações críticas, como as enchentes históricas que atingiram o Rio Grande do Sul em 2024, a eficiência dos equipamentos de bombeamento faz toda a diferença entre o caos e a rápida recuperação.
Foi nesse cenário que as Bombas Anfíbias HIGRA se destacaram, provando sua superioridade em versatilidade, resistência e capacidade de operação em condições extremas. Diferentemente das bombas tradicionais, que falham quando submersas ou entopem com facilidade, esses equipamentos foram projetados para funcionar tanto dentro quanto fora d’água, com motores lubrificados a água – eliminando riscos ambientais e reduzindo custos de manutenção.
Neste artigo, desenvolvido em conjunto por Ismael Schroer, Coordenado de Engenharia, e Leonardo Röggen, Coordenador de SaaP, falamos sobre o papel diferencial das bombas anfíbias para drenagem urbana, como elas desempenham mesmo em emergências, como as enchentes no Rio Grande do Sul, em 2024, e as vantagens técnicas que as tornam a opção ideal para cidades e projetos de infraestrutura.
O Papel das Bombas Anfíbias em Situações de Drenagem Urbana
As bombas anfíbias são dispositivos de bombeamento projetados para funcionar tanto submersas quanto fora d’água, oferecendo versatilidade em diversas aplicações. Utilizam motores molhados lubrificados com água, eliminando a necessidade de óleos e reduzindo riscos ambientais.
Veja mais sobre o assunto no artigo As vantagens da utilização de um motor elétrico do tipo molhado nas bombas de drenagem de águas pluviais
Ideais para drenagem pluvial urbana, essas bombas lidam eficientemente com grandes volumes de água e detritos como lixo e barro, que podem obstruir sistemas tradicionais. As bombas anfíbias destacam-se por sua manutenção simplificada, baixo ruído operacional e resistência a vandalismos.
Comparadas às bombas submersas e submersíveis, que apresentam maior complexidade de manutenção e risco ambiental, as bombas anfíbias oferecem maior confiabilidade e adaptabilidade, sendo uma solução mais robusta e sustentável para a drenagem urbana.
Estas bombas podem ser equipadas com grades para lidar com detritos, tornando-as ideais para cenários de drenagem pluvial em áreas urbanas. Sua manutenção é simplificada devido à facilidade de acesso e design robusto. Além disso, são envoltas por carenagens que, combinadas com a água ao redor, reduzem significativamente o ruído operacional.
Figura 1: Bomba Anfíbia com Sistema grade de proteção (Crivo) e adaptador de acoplamento para tubos menores.
Os Desafios da Drenagem Pluvial nas Cidades
Em um cenário de Drenagem pluvial urbana um dos principais desafios é o manejo de grandes volumes de água durante eventos de chuva intensa. A infraestrutura de drenagem muitas vezes não é capaz de lidar com o fluxo excessivo, seja por capacidade de bombeamento (Vazão), ou ainda, como ocorreu em várias cidades no Rio Grande do Sul, a incapacidade de bombas com motores secos de ficarem operando com níveis de água que chegaram até esses motores.
Além disso, a água da chuva em áreas urbanas tende a transportar uma variedade de detritos, incluindo lixo, barro e entulho, que podem entupir e danificar os sistemas de drenagem.
Outro grande problema, são os detritos como folhas, plásticos, latas e outros resíduos urbanos que frequentemente bloqueiam os gradeamentos. Estes bloqueios podem causar entupimentos, reduções de vazão, paradas ou ainda a queima das bombas.
O barro e outros sedimentos suspensos na água da chuva podem se acumular nos sistemas de drenagem, reduzindo a capacidade natural ou por gravidade do transporte de água, tornando ainda mais essencial a movimentação artificial do escoamento através da utilização de equipamentos de bombeamento.
Ainda na região metropolitana, durante os eventos de chuvas intensas, as águas transbordaram, romperam os diques e ficarem retidas dentro da cidade após o conserto dos mesmos. Este acúmulo de água criou lagos temporários (áreas alagadas) que necessitam de bombeamento para reduzir alagamentos, que poderiam ser ainda mais prolongados dos que os vivenciados.
Vantagens Competitivas das Bombas Anfíbias
Voltando às bombas anfíbias, suas características trazem uma série de vantagens:
1. Versatilidade de Instalação e Operação: Podem ser instaladas tanto submersas quanto fora da água, oferecendo maior flexibilidade e adaptabilidade às condições variáveis de drenagem.
2. Manutenção Simplificada: A manutenção é facilitada pela possibilidade de acesso mesmo quando instaladas submersas, além da ausência de óleos lubrificantes, que reduz a complexidade e os custos de manutenção.
3. Amigável ao Meio Ambiente: Como utilizam lubrificação com água, eliminam o risco de contaminação ambiental por óleo, tornando-se uma opção mais ecológica.
4. Resistência e Confiabilidade: Os motores molhados, lubrificados com água, são menos suscetíveis a falhas de vedação comparados aos motores secos das bombas submersas, aumentando a confiabilidade e a vida útil.
5. Custo de Instalação e Operação: A instalação pode ser mais econômica e a operação mais eficiente, considerando a menor necessidade de manutenção e a simplicidade do design sem vedação de óleo.
6. Redução de Ruído: Com a carenagem envolvente e estando submersas, combinam a proteção contra ruído da água e da carenagem, operando de forma silenciosa, o que é ideal para áreas urbanas.
7. Proteção Contra Vandalismo e Danos: Estando submersas e envoltas por carenagem, são protegidas contra vandalismo e danos acidentais.
8. Acesso Simplificado: Mesmo quando submersas, bombas anfíbias podem ser projetadas para fácil remoção e manutenção. Acesso externo e a possibilidade de operação fora da água simplificam os procedimentos de manutenção.
9. Menor Frequência de Manutenção: A ausência de óleo e a simplicidade do design reduzem a frequência e a complexidade da manutenção, tornando-as menos suscetíveis a falhas e paradas.
10. Projeto Robusto e Capacidade de Lidar com Lixo: Amplas passagens permitem a passagem de sólidos grandes, não apenas esféricos, mas também relativamente longos, se necessário. As grades de proteção com espaçamento maior, devido às amplas passagens, reduzem a possibilidade de entupimentos por sólidos menores, sejam folhas, madeiras, latas e etc.
Figura 2: Foto das condições de bombeamento no dia 23/05/24, no bairro Vicentina em São Leopoldo, mostrando a capacidade do equipamento de lidar com lixo, entulho e etc.
Comparação Técnica: Bombas Anfíbias vs Bombas Tradicionais
Mas e as bombas submersas e submersíveis? Fazendo uma comparação técnica, essas bombas apresentam as características abaixo:
1. Menor Versatilidade: Podem operar apenas submersas, limitando a flexibilidade de instalação e operação em ambientes variáveis.
2. Manutenção Complexa: A manutenção pode ser mais complicada devido à necessidade de vedação de óleo e dificuldade de acesso quando submersas.
3. Selagem e Lubrificação: Motores secos requerem vedação eficaz para evitar a entrada de água e uso de lubrificantes, aumentando a complexidade e os custos de manutenção. Problemas de selagem podem levar a falhas mecânicas e contaminação ambiental.
4. Risco Ambiental: A utilização de óleos lubrificantes representa um risco potencial de contaminação ambiental em caso de falhas de vedação.
5. Maior Suscetibilidade a Problemas de Vedação: Os motores secos necessitam de selos eficazes para evitar a entrada de água, sendo mais suscetíveis a problemas de vedação.
6. Complexidade do Caminho do Fluido: Muitas bombas submersas utilizam volutas (câmaras em espiral) para direcionar o fluxo de água. A geometria da voluta pode criar áreas onde detritos se acumulam, aumentando a chance de entupimento.
7. Sensibilidade a Detritos Grandes: O design da voluta pode ser menos eficaz na passagem de detritos grandes ou fibrosos, levando a obstruções. Isso é particularmente verdadeiro se a voluta não tiver sido projetada para lidar com sólidos.
Veja um comparativo entre bombas: Bomba Anfíbia x Bomba Centrífuga Horizontal: Qual a melhor opção para o seu projeto?
O Papel Decisivo das Bombas Anfíbias nas Enchentes de 2024
Como são equipamentos monobloco, as bombas anfíbias podem se adaptar a praticamente qualquer forma de instalação. Além disso, não necessitam de instalações complexas, sendo ideais em cenários onde os recursos são limitados ou não há uma estrutura adequada para a instalação. Isso faz com que sejam facilmente instaladas e adaptadas, além de poderem ser retiradas das casas de bombas e utilizadas de forma móvel e emergencial em situações críticas, se necessário.
Figura 3: Aplicação das bombas no bairro Campina, em São Leopoldo/RS no dia 21/05/24 com 1,1m de submergência.
Já quanto a submergência, as bombas anfíbias podem continuar operando com baixas lâminas, conforme ilustrado nas figuras 3, com submergência aproximada de 1,1 metros e na figura 4 com 0,7 metros.
Figura 4: Aplicação das bombas no bairro Campina, em São Leopoldo/RS no dia 31/05/24 com 0,3m de submergência.
Figura 5: Aplicação das bombas no bairro Campina, em São Leopoldo/RS no dia 31/05/24 com 0,3m de submergência
Na figura 5, com submergência de aproximadamente 0,3 metros nos estágios finais da drenagem no bairro Campina. Situações similares de instalação e condições de operação ocorreram também no bairro Vicentina e Brás.
O conceito adotado e adaptações feitas para a utilização em São Leopoldo no cenário catastrófico causado pelas enchentes que atingiram a cidade mostra o potencial, simplicidade, versatilidade e mobilidade que esse projeto proporciona.
A área alagada total habitável foi de 1800 hectares e o volume total foi de 27.000.000 m³, considerando uma lâmina d’água média de 1,5m. Subtraindo 7,5% de infiltração e 5% de evapotranspiração, o volume líquido aproximado é de 23.625.000 m³.
O volume total bombeado em São Leopoldo pela Higra com as bombas foi de 12.709.440 m³, que representa 53,79% da água alagada da cidade em áreas habitáveis, em 16 dias.
Os equipamentos foram fundamentais e com grande significância na drenagem das águas das enchentes, onde os equipamentos drenaram em torno da metade do volume de água represado, com base no estudo de vazões e cálculos de volume acima.
Figura 6: Momento da instalação da primeira bomba para a drenagem de São Leopoldo no dia 17/05/24.
E por fim, com o trabalho concluído no Bairro Campina, a retirada no dia 05/06/24 e movimentação para Canoas, onde entrou em operação novamente no dia 07/06/2024 pela manhã.
Figura 7: Retirada da bomba do bairro Campina no dia 05/06/24, após 18 dias de operação.
Dessa forma, as bombas anfíbias apresentam vantagens significativas em termos de versatilidade, manutenção, impacto ambiental, confiabilidade e operação silenciosa, tornando-as uma escolha mais robusta e adaptável para drenagem pluvial em cidades.
Em comparação com bombas submersíveis, que são limitadas à operação submersa e possuem manutenção mais complexa, as bombas anfíbias destacam-se por sua capacidade de operar tanto submersas quanto fora da água, simplificando o acesso e a limpeza. Além disso, são mais eficientes na gestão de detritos, minimizando o risco de entupimentos e utilizando motores molhados com lubrificação à base de água, o que elimina o risco de contaminação ambiental por óleo.
Por Que Investir em Bombas Anfíbias?
Portanto, para cenários de drenagem pluvial em áreas urbanas com presença de lixo, as bombas anfíbias tendem a oferecer várias vantagens significativas em termos de manutenção, capacidade de lidar com detritos e confiabilidade operacional, tornando-as uma opção mais eficiente e sustentável, além de possuírem o motor molhado que “não tem medo de água”, que é a característica mais importante para um equipamento, que, trabalha nesse ambiente molhado.
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