Existe uma diferença de mecanismo entre o soprador de lóbulos e praticamente todos os outros compressores estudados até aqui. Ela explica o consumo de energia mais alto, a temperatura mais alta e o ruído característico dessa máquina, e costuma passar despercebida porque o equipamento é visualmente parecido com outros que funcionam de outro jeito.

Antes de chegar ao soprador de lóbulos vale mapear a família inteira, porque todos os tipos das outras categorias reaparecem aqui. Há o soprador de lóbulos, que academicamente é o compressor de lóbulos. Há o soprador de parafuso, muito parecido com o compressor de parafuso, com a diferença da pressão de descarga. Há os sopradores centrífugos multiestágio, que de longe se confundem facilmente com uma bomba centrífuga de múltiplos estágios. E há os do tipo turbo, que lembram um compressor centrífugo em escala menor.

Há ainda o de canal lateral, também conhecido como turbina regenerativa, que merece uma observação. Ele é uma máquina dinâmica, mas não é máquina de fluxo pela concepção clássica, do mesmo modo que a bomba vortex e a bomba helicoidal centrífuga também não são. A dinâmica é outra, e saber em que família a máquina se encaixa ajuda a antecipar as falhas que ela pode ter.

Há uma distinção de dimensionamento entre compressor e soprador que muda completamente o ponto de partida do cálculo. No compressor parte-se do consumidor: levantam-se as máquinas atendidas, identifica-se a que exige maior pressão considerando também a distância, e caminha-se de volta somando perda de carga até chegar ao compressor. Uma máquina que pede 9 bar mas está longe pode ser mais exigente que outra que pede 10 bar e está perto.

No soprador é o contrário. Define-se a vazão, e a pressão sai do sistema, calculada a partir da instalação. É exatamente a lógica da altura manométrica de uma bomba, e aqui o nome é pressão diferencial. Note que essa diferença não é detalhe de nomenclatura, ela determina qual informação precisa estar disponível antes de começar o cálculo.

O soprador de lóbulos é provavelmente a máquina mais comum em estações de médio e grande porte de tratamento de efluentes, e certamente a mais antiga aplicada nesse segmento. O soprador de parafuso vem ganhando espaço, mas o parque instalado de estações antigas garante a presença do lóbulos.

A construção é conhecida: dois rotores idênticos giram em sentidos opostos, sem se tocar, mantidos em posição por engrenagens sincronizadoras, na mesma lógica das bombas de lóbulos. As máquinas atuais são praticamente todas trilobulares, com três encaixes em cada rotor. E a pressão de descarga, como se diz em aula, fica chorando e pedindo pelo amor de Deus um bar: nas máquinas menores e de menor rotação o limite pode ser de 700 milibar, um bar é o teto das máquinas maiores, e o valor mais comum na prática fica entre 0,5 e 0,7 bar.

O mecanismo, passo a passo. O gás entra pela sucção, tipicamente na parte de cima nessa configuração, e conforme o rotor gira a câmara aumenta de volume, a pressão cai e o gás é puxado. O lóbulo então aprisiona esse gás entre ele próprio e a carcaça lateral, e o conduz girando até a janela de descarga, onde o expulsa.

E aqui está o ponto central: durante todo o transporte não há redução de volume. O gás é apenas carregado de um lado para o outro, na mesma pressão em que foi capturado. A compressão acontece no instante em que a câmara abre para a linha, quando o gás que já está na tubulação, pressurizado, reflui sobre o gás recém-chegado, e é esse refluxo que eleva a pressão do conjunto. Observe o nome que se dá a isso: compressão externa, também chamada de compressão isocórica, a volume constante, porque dentro da máquina o volume não muda.

As consequências são duas, e ambas aparecem na conta do usuário. A primeira é energética, porque essa forma de comprimir é menos eficiente do que a compressão interna do parafuso ou do pistão, e a máquina consome mais para entregar o mesmo. A segunda é térmica, porque a temperatura sobe mais nesse tipo de compressão do que na compressão progressiva feita dentro da máquina.

Na prática a instalação não é coadjuvante nesse arranjo, ela é o agente da compressão. O exemplo da aeração deixa isso concreto: os difusores no fundo da lagoa têm uma pressão mínima de abertura, com membranas que seguram o ar, e na partida o soprador vai enchendo o tubulão até vencer essa pressão. A partir daí a linha permanece pressurizada e a máquina apenas repõe o ar que escapa pelos difusores. Isso depende inteiramente da resistência do sistema: se a linha estiver obstruída ou os difusores entupidos, a pressão que a máquina precisa vencer sobe, e sobe junto a temperatura e o consumo. Quem entende esse mecanismo para de tentar explicar o comportamento do soprador de lóbulos com a intuição do compressor de parafuso.

Esse recorte faz parte de uma das aulas da pós-graduação em Engenharia de Movimentação de Fluidos e Equipamentos Industriais. Conheça em engenhariaecia.com/pos.