Existe uma briga eterna no bombeamento de polpa. Bombear devagar demais deposita sólido e entope a linha. Bombear rápido demais desgasta o equipamento e queima energia. O projeto vive nesse corredor estreito, e para navegar nele é preciso dominar duas velocidades que muita gente confunde, além de um fenômeno que trava instalações inteiras.

A primeira é a velocidade limite de deposição. Ela vale para polpas heterogêneas, aquelas em que os particulados são visíveis e tendem a sedimentar. Abaixo dela o sólido deixa de ser arrastado, deposita na tubulação e o desfecho é o entupimento. Ela sai do gráfico de Durand em função do tamanho de partícula, da concentração, do diâmetro e da densidade relativa do sólido.

A segunda é a velocidade crítica da transição laminar-turbulento, que vale para as polpas homogêneas modeladas como fluido de Bingham. O cálculo combina dois termos, um ligado ao escoamento propriamente dito por meio da viscosidade plástica e outro ligado à tensão de escoamento por meio do número de Hedström. Abaixo dela o escoamento é laminar e o custo de bombeamento cresce quase linearmente com a vazão. Acima, cresce com o quadrado.

São conceitos completamente diferentes, com papéis diferentes no roteiro de dimensionamento, e confundir os dois é erro clássico de quem chega à polpa vindo do bombeamento convencional.

Entra aí o fenômeno que trava instalação. Um fluido com tensão de escoamento, quando parado, se comporta como sólido. A polpa que fica em repouso na tubulação gelifica, formando uma estrutura que não escoa nem por gravidade. O paralelo doméstico é o ketchup na garrafa, que só sai depois de uma chacoalhada, porque o cisalhamento quebra a estrutura junto à parede.

Para retomar o escoamento, a bomba precisa impor na parede uma tensão maior que a tensão de escoamento ao longo de todo o comprimento da linha. Do equilíbrio de forças no tubo cheio nasce a condição de partida: a variação de pressão precisa superar quatro vezes a tensão de escoamento multiplicada pelo comprimento e dividida pelo diâmetro. Se não superar, a linha não parte, e existem instalações reais em que a bomba especificada não vence essa conta depois de uma parada não planejada.

A lição mais desconfortável do tema é que reologia é do caso, não da substância. A tensão de escoamento e a viscosidade plástica variam fortemente com a concentração, com a temperatura e com a granulometria, e não existe tabela universal para consultar. O caminho é o ensaio, em laboratório ou em campo, medindo a tensão na parede para diferentes condições de escoamento. Num caso contado em aula, um distribuidor consultou sobre vender uma bomba para um cliente que mal sabia descrever o produto, e a recomendação foi direta: sem dados, não vende.

Quem projeta bombeamento de polpa precisa saber qual das duas velocidades governa o seu caso, garantir folga em relação a ela, verificar a condição de partida da linha cheia e exigir dados reológicos reais do produto. Qualquer atalho nessa sequência reaparece depois como linha entupida, bomba que não parte ou conta de energia inexplicável.

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.