Calcular a altura manométrica do sistema é metade do trabalho de quem dimensiona bomba de polpa. A outra metade, que separa o exercício acadêmico da especificação real, é a conversão pelo fator HR e a leitura correta do catálogo do fabricante.

No exercício de mineração, o sistema alimenta um ciclone que exige 0,65 bar na entrada. Em polpa, essa pressão vira coluna do próprio fluido: dividindo pela massa específica da mistura, 1.350 kg/m³, e pela aceleração da gravidade, o resultado é uma carga de pressão de 4,91 m de coluna de polpa. Somando o desnível de 16 m e a perda de carga calculada de 2,72 m, a altura manométrica fecha em 23,62 m de coluna de polpa. Em bomba de água esse número iria direto ao catálogo. Em polpa, não.

É aí que entra o head ratio. O fator HR é lido em gráfico próprio a partir de três entradas, o tamanho de partícula, a concentração em massa e a densidade relativa do sólido. No caso, com D50 de 0,25 mm, concentração de 40% e densidade de 2,85, o HR fica em torno de 0,88. A lógica é a mesma da correção de viscosidade das bombas convencionais: seleciona-se uma bomba maior, capaz de fazer em água mais do que o processo pede, para que em polpa ela entregue exatamente o necessário. A altura de seleção sobe para 26,85 m equivalentes em água.

Com 250 m³/h e 26,85 m, a entrada no mapa de cobertura hidráulica do fabricante leva à bomba 6/4, nomenclatura que carrega os diâmetros de entrada e de saída. Na curva individual, o ponto de operação cai próximo do melhor ponto de eficiência, com rotação em torno de 1.150 rpm e rendimento na casa de 62% já corrigido.

Um detalhe da curva confunde quem vem da indústria química. As curvas dessas bombas são traçadas por rotação, e não por diâmetro de rotor. Bomba de polpa, assim como a autoescorvante e algumas outras famílias, trabalha com rotor de diâmetro fixo, porque usinar o rotor comprometeria a função do equipamento. O controle do ponto de operação se faz pela rotação, então quem procura a família de curvas de rotores usinados não vai encontrar.

A verificação de cavitação segue a lógica conhecida, com a massa específica da polpa no lugar da água: NPSH disponível de 8,97 m contra um requerido de aproximadamente 4 m na curva. Folga confortável, ajudada pela sucção afogada com submergência mínima de 1,5 m.

A potência hidráulica, calculada com a densidade relativa da mistura, resulta em 21,7 kW. Com o rendimento real de 62%, a potência de eixo sobe para 47,4 cv, o que leva a um motor comercial de 50 cv, sujeito ainda aos coeficientes de segurança que cada operação de mineração pratica.

O roteiro completo cabe numa frase: dados da polpa, consistência das concentrações, regime, velocidade limite, perda de carga, altura manométrica em coluna de polpa, correção HR, catálogo, NPSH e potência. Dez passos, nenhum deles difícil isoladamente, e a diferença entre a bomba certa e o problema crônico está em não pular nenhum.

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.