Bombas de Amônia em Sistemas de Refrigeração Industrial

As bombas de amônia são componentes centrais em sistemas de refrigeração industrial que operam com recirculação de líquido. Sua função é garantir o deslocamento contínuo e controlado da amônia líquida a partir dos vasos de baixa pressão até os evaporadores, assegurando estabilidade operacional, alimentação uniforme e previsibilidade no comportamento do ciclo frigorífico.

Diferentemente de bombas aplicadas em serviços convencionais, as bombas utilizadas com amônia trabalham com líquido próximo ao ponto de ebulição, sob baixas pressões absolutas e com margem reduzida entre a pressão de sucção e a pressão de vapor do fluido. Essa condição impõe desafios específicos relacionados à cavitação, à confiabilidade mecânica e à segurança operacional, exigindo cuidados rigorosos de projeto, instalação e operação.

Em plantas frigoríficas de médio e grande porte, as bombas estão diretamente associadas a arranjos inundados e sistemas de recirculação forçada, nos quais a estabilidade térmica e a continuidade de operação são requisitos essenciais.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

As bombas de amônia operam, em sua grande maioria, segundo o princípio da bomba centrífuga. A energia mecânica fornecida pelo motor é transferida ao rotor, que acelera o líquido e converte essa energia em pressão suficiente para vencer as perdas de carga do circuito hidráulico e alimentar os evaporadores.

A altura manométrica exigida nesses sistemas é, em geral, modesta, pois as diferenças de pressão entre o vaso de baixa e os evaporadores são pequenas. Em contrapartida, as vazões volumétricas são elevadas, uma vez que os sistemas de recirculação operam com vazões superiores à quantidade efetivamente evaporada. Taxas de recirculação entre três e cinco vezes a vazão de evaporação são comuns em sistemas inundados.

Como a amônia se encontra em condição saturada ou muito próxima da saturação, o NPSH disponível na sucção da bomba é limitado. Pequenas perdas adicionais ou variações de nível podem ser suficientes para provocar cavitação. Por esse motivo, as bombas são normalmente instaladas abaixo do nível de líquido do vaso de baixa, com linhas de sucção curtas, de grande diâmetro e com o mínimo possível de restrições.

TIPOS DE BOMBAS UTILIZADAS COM AMÔNIA

A aplicação específica dentro do sistema define o tipo construtivo mais adequado da bomba.

Bombas centrífugas convencionais, com eixo horizontal e selos mecânicos, são amplamente utilizadas, porém exigem atenção permanente à integridade da vedação, pois qualquer falha pode resultar em vazamento de amônia.

Bombas herméticas, como motores enlatados ou bombas de acionamento magnético, eliminam o eixo atravessando a carcaça e reduzem significativamente o risco de vazamentos. Essas soluções têm ganhado espaço em instalações com exigências elevadas de segurança ambiental e ocupacional.

Bombas submersas operam com o conjunto bomba-motor imerso no próprio líquido, geralmente dentro do vaso de recirculação ou em poços associados. Esse arranjo maximiza o NPSH disponível e reduz o risco de cavitação, sendo comum em sistemas de grande porte.

Independentemente do tipo, as bombas destinadas à amônia devem ser construídas com materiais compatíveis, evitando ligas de cobre, e projetadas para suportar pressões adequadas às condições extremas do sistema frigorífico.

IMPORTÂNCIA DAS BOMBAS PARA O SISTEMA FRIGORÍFICO

Do ponto de vista operacional, as bombas garantem alimentação contínua e uniforme dos evaporadores, mesmo durante variações de carga térmica, partidas, paradas e ciclos de degelo. Uma vazão estável reduz oscilações de nível nos vasos, estabiliza o retorno de vapor e protege os compressores contra condições indesejadas.

Sob o aspecto térmico, a recirculação forçada melhora o aproveitamento da área de troca térmica dos evaporadores. O fornecimento de líquido em quantidade superior à necessária para a evaporação assegura molhamento adequado das superfícies e transferência de calor mais eficiente.

Em termos de segurança, as bombas representam pontos sensíveis da instalação, pois operam diretamente com amônia líquida. Falhas mecânicas, operação a seco ou cavitação intensa podem gerar danos rápidos ao equipamento e riscos significativos à instalação.

CRITÉRIOS GERAIS DE SELEÇÃO

A seleção de bombas de amônia deve partir da definição das condições de processo, como temperatura de evaporação, pressão no vaso de baixa, vazão de recirculação e regime de operação do sistema. A vazão de projeto é definida com base na taxa de recirculação adotada, enquanto a altura manométrica resulta da soma das perdas de carga nas linhas de descarga, válvulas, distribuidores e diferenças geométricas de nível.

A verificação do NPSH disponível na sucção é indispensável, considerando a pressão no vaso, a coluna de líquido sobre a bomba e as perdas na linha de sucção, comparando-se esse valor ao NPSH requerido pelo fabricante, sempre com margem adequada.

Aspectos elétricos, como potência do motor, regime de partida e possibilidade de operação com inversor de frequência, também influenciam diretamente a confiabilidade do conjunto.

SEGURANÇA OPERACIONAL E BOAS PRÁTICAS

A operação segura de bombas de amônia exige cuidados contínuos. A confirmação de sucção inundada antes da partida, a prevenção de operação a seco e o controle de vazão mínima são fundamentais para evitar cavitação e danos mecânicos.

Volumes de líquido que possam ser isolados devem possuir proteção contra sobrepressão térmica. A instalação das bombas em salas de máquinas deve considerar ventilação adequada, acesso seguro para manutenção e integração com sistemas de detecção de amônia e alarmes.

Procedimentos operacionais claros, aliados à capacitação contínua das equipes de operação e manutenção, têm impacto direto na confiabilidade e na vida útil das bombas. O monitoramento de ruído, vibração, corrente elétrica e temperatura permite identificar desvios antes que se transformem em falhas críticas.

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