Monitorização do custo de exploração de grupos de bombagem

Neste artigo foca-se na monitorização do custo de exploração de grupos de bombagem apartir da tensão e corrente de alimentação do motor elétrico.

1 INTRODUCTION

De acordo com estudos e guias da indústria, como os da Hydraulic Institute e da Europump, o custo total do ciclo de vida de uma bomba ao longo de 10 a 20 anos é composto por várias categorias, onde a energia elétrica é, de longe, o maior componente.

As percentagens típicas dos custos no ciclo de vida de uma bomba são frequentemente distribuídas da seguinte forma:

Custos de Energia Elétrica (CE): 50% a 90% (a maior fatia, variando com o tamanho da bomba e utilização).
Custos de Manutenção e Reparação (Cm): 10% a 25% (alguns estudos apontam para cerca de 20% como uma média).
Custo de Investimento Inicial (Cic): 5% a 15% (o preço de compra da bomba e equipamentos auxiliares).
Custos de Operação (Co): 5% a 15% (pessoal de supervisão, etc.).
Custos de Instalação e Arranque (Cin): 5% a 10%.

A influência do rendimento da bomba (e do motor) no consumo de energia elétrica é enorme. Mesmo pequenas melhorias na eficiência podem resultar em poupanças energéticas substanciais ao longo do tempo, dado que os grupos de bombagem operam muitas horas por dia e têm uma longa vida útil. Therefore, a seleção de bombas eficientes, a operação no ponto de melhor eficiência e a manutenção adequada são cruciais para a otimização dos custos de exploração.

Monitorização do custo de exploração de grupos de bombagem

Figure 1- Parcelas do custo total do ciclo de vida de uma bomba ao longo de 10 a 20 years

2 – A IMPORTÂNCIA DA MONITORIZAÇÃO DE RENDIMENTO DOS GRUPOS DE BOMBAGEM

A influência do rendimento da bomba no consumo de energia elétrica do motor é direta e altamente significativa. O rendimento de uma bomba é uma medida da sua eficiência na conversão da energia mecânica fornecida pelo motor em energia hidráulica útil (pressão e caudal do fluido).

Para entender essa relação, vamos considerar alguns pontos chave:

O que é o Rendimento da Bomba?

O rendimento (ou eficiência) de uma bomba é a relação entre a potência hidráulica de saída (potência útil fornecida ao fluido) e a potência mecânica de entrada (potência fornecida pelo motor à bomba).

Rendimento da Bomba = (Potência Hidráulica de Saída) / (Potência Mecânica de Entrada)

Potência Hidráulica de Saída: É a energia que a bomba efetivamente transmite ao fluido, manifestada como caudal e pressão.
Potência Mecânica de Entrada: É a energia que o motor fornece ao veio da bomba.

Onde a Energia é Perdida?

Nenhuma bomba é 100% efficient. As perdas de energia ocorrem devido a vários fatores:

Perdas Hidráulicas: Causadas pelo atrito do fluido nas superfícies internas da bomba (impulsor, voluta) e por turbulências.
Perdas Volumétricas: Devido a fugas internas de fluido da zona de alta pressão para a zona de baixa pressão dentro da bomba.
Perdas Mecânicas: Causadas pelo atrito nos rolamentos, vedações e outras partes móveis da bomba.

A Relação com o Consumo de Energia Elétrica do Motor

O motor elétrico fornece a potência mecânica à bomba. A energia elétrica consumida pelo motor é convertida em potência mecânica, mas também com as suas próprias perdas (rendimento do motor).

Potência Elétrica Consumida = (Potência Mecânica de Entrada da Bomba) / (Rendimento do Motor)

Substituindo a Potência Mecânica de Entrada da Bomba pela fórmula do rendimento da bomba:

Potência Elétrica Consumida = (Potência Hidráulica de Saída / Rendimento da Bomba) / (Rendimento do Motor)

Simplificando:

Potência Elétrica Consumida = Potência Hidráulica de Saída / (Rendimento da Bomba × Rendimento do Motor)

Esta fórmula mostra claramente a influência:

Quanto menor o rendimento da bomba (e/ou do motor), maior será a potência elétrica consumida para fornecer a mesma potência hidráulica de saída (that is, para bombear o mesmo caudal à mesma pressão).
Quanto maior o rendimento da bomba (e/ou do motor), menor será a potência elétrica consumida para o mesmo trabalho útil.

3 – A PERDA DE EFICIÊNCIA DA BOMBA

A perda de eficiência da bomba decorre de diversos fatores:

Desgaste de Componentes: A falta de manutenção ou uma manutenção inadequada leva ao desgaste de componentes chave da bomba, como impulsores, anéis de desgaste, fencing, rolamentos e veios.

Impulsores e Anéis de Desgaste: O desgaste nestes componentes aumenta as folgas internas e altera as geometrias projetadas, permitindo que o fluido recircule dentro da bomba em vez de ser descarregado. Isso resulta em perdas hidráulicas e volumétricas, diminuindo o rendimento da bomba. Uma bomba com rendimento reduzido exige mais potência do motor para fornecer o mesmo caudal e pressão, aumentando o consumo de energia.
Rolamentos e Vedações: Rolamentos desgastados ou com pouca lubrificação, e vedações danificadas, aumentam o atrito mecânico. Este atrito extra precisa de ser vencido pelo motor, o que se traduz em maior consumo de energia elétrica para a mesma saída hidráulica.

Acumulação de Depósitos: A acumulação de incrustações, sedimentos ou outros detritos nas superfícies internas da bomba (impulsor e voluta) ou na tubagem pode reduzir o fluxo e aumentar a resistência ao escoamento. A bomba tem de “trabalhar mais” para superar essa resistência adicional, resultando em maior consumo de energia.
Desalinhamento e Desequilíbrio: A falta de manutenção preventiva pode levar a problemas de desalinhamento entre o motor e a bomba, ou a desequilíbrio do impulsor. Estes problemas geram vibração excessiva e tensão adicional sobre os componentes, aumentando o atrito e as perdas mecânicas. Além de consumirem mais energia, também aceleram o desgaste e podem levar a falhas catastróficas.

4 – PARAMETROS DO RENDIMENTO DE UMA BOMBA

O rendimento de uma bomba é a medida da sua eficiência em converter a energia mecânica de entrada (fornecida pelo motor) em energia hidráulica útil de saída (transferida ao fluido). Para entender os parâmetros que afetam esse rendimento, é essencial considerar os seguintes pontos:

Caudal (Q):
É o volume de líquido que a bomba é capaz de deslocar por unidade de tempo, geralmente medido em metros cúbicos por hora (m³/h) ou litros por minuto (L/min). O caudal é um dos principais parâmetros que definem o ponto de operação da bomba em sua curva característica.
Altura Manométrica Total (H):
Também conhecida como carga total ou pressão da bomba, representa a energia total que a bomba adiciona ao fluido, medida em metros de coluna de líquido (mcl) ou pressão (Pascal, bar, psi). É a diferença de pressão entre a descarga e a sucção da bomba, considerando as alturas estáticas e dinâmicas (velocidade e atrito).
power (P):

Potência Hidráulica (Útil): É a potência efetivamente transmitida ao fluido, that is, a energia que o fluido ganha. É calculada a partir do caudal e da altura manométrica.
Potência no veio (Absorvida): É a potência mecânica fornecida ao veio da bomba pelo motor.
Potência Elétrica (Consumida): É a potência que o motor consome da rede elétrica para acionar a bomba.
Rotação (N):
A velocidade de rotação do rotor (RPM – rotações por minuto) afeta diretamente o caudal, a altura manométrica e a potência da bomba. Alterações na rotação modificam a curva característica da bomba.

5 – A CURVA CARACTERÍSTICA DE UMA BOMBA

A curva característica de uma bomba, também conhecida como curva de desempenho ou curva da bomba, é um gráfico que mostra o comportamento de uma bomba hidráulica em diferentes condições operacionais. Ela é fornecida pelo fabricante e é essencial para selecionar a bomba correta para uma aplicação específica e para entender seu desempenho no sistema.

Figure 2 – Curvas características de uma bomba.

Normally, uma curva característica de bomba apresenta várias relações em um único gráfico, com o caudal(Q) no veio horizontal (veio X) e diferentes parâmetros no veio vertical (veio Y):

Curva Altura Manométrica (H) x Caudal (Q):
Esta é a curva principal e mais importante. Ela mostra a altura manométrica total (pressão) que a bomba consegue gerar para um determinado caudal. Usually, à medida que a caudal aumenta, a altura manométrica que a bomba pode fornecer diminui. O formato desta curva é crucial para determinar a estabilidade de operação da bomba em diferentes sistemas.
Curva de Potência no Veio (P) x Caudal (Q):
Esta curva indica a potência mecânica que a bomba absorve do motor para operar em diferentes caudais. É fundamental para dimensionar corretamente o motor que acionará a bomba, garantindo que ele tenha potência suficiente para todas as condições de operação, sem sobrecargas.
Curva de Rendimento (the) x Caudal (Q):
Mostra a eficiência da bomba em converter a energia mecânica em energia hidráulica útil para cada caudal. O rendimento é expresso em percentagem (%). O ponto de Melhor Ponto de Eficiência (BPE) ou Best Efficiency Point (BEP) é o ponto na curva onde a bomba opera com sua máxima eficiência, minimizando o consumo de energia e o desgaste.
Curva NPSH Requerido (NPSHr) x Caudal (Q):
O NPSH (Net Positive Suction Head) é um parâmetro crítico para evitar a cavitação. A curva de NPSHr indica a pressão mínima necessária na sucção da bomba para que ela opere sem cavitação para um determinado caudal. É vital para o projeto do sistema de sucção, garantindo que o NPSH disponível no sistema seja sempre maior que o NPSH requerido pela bomba.

A interpretação da Curva Característica obedece aos seguintes princípios:

Ponto de operação: O ponto de operação da bomba em um sistema é determinado pela interseção da curva característica da bomba com a curva do sistema (que representa as perdas de carga da tubulação e as alturas estáticas). É nesse ponto que a bomba e o sistema operam em equilíbrio.
Seleção da bomba: Ao selecionar uma bomba, você deve procurar uma que tenha seu BPE (Melhor Ponto de Eficiência) o mais próximo possível do ponto de operação desejado no seu sistema. Operar a bomba muito longe do BPE pode levar a baixo rendimento, maior consumo de energia, vibrações e desgaste prematuro.
Variações no diâmetro do rotor: Muitos fabricantes fornecem múltiplas curvas H x Q no mesmo gráfico para uma única carcaça de bomba, mas com diferentes diâmetros de rotor. Isso permite selecionar o rotor ideal para as condições de caudal e altura manométrica desejadas.

Variações na Rotação: As curvas características são traçadas para uma rotação fixa (RPM). Se a rotação da bomba for alterada (for example, com um variador de frequência), o desempenho da bomba mudará, e novas curvas seriam necessárias ou calculadas com base nas leis de afinidade.

6 – AS LEIS DE AFINIDADE DE BOMBAS CENTRIFUGAS

As Leis de Afinidade das bombas centrífugas são um conjunto de relações matemáticas que descrevem como o desempenho de uma bomba (caudal, altura manométrica e potência) muda quando há alterações na sua velocidade de rotação (RPM) ou no diâmetro do rotor. Elas são pois permitem prever o comportamento de uma bomba sem a necessidade de testes extensivos para cada condição de operação.

O principal objetivo das Leis de Afinidade é otimizar o funcionamento da bomba e do sistema hidráulico, permitindo:

Ajuste do desempenho: Prever o desempenho da bomba em diferentes velocidades de rotação (for example, ao usar um inversor de frequência) ou com rotores de diâmetros ligeiramente diferentes, sem ter que consultar uma curva característica específica para cada cenário.
Eficiência energética: Identificar as condições de operação mais eficientes, ajudando a reduzir o consumo de energia.
Dimensionamento e seleção: Auxiliar na seleção de bombas e no dimensionamento de motores, garantindo que a bomba atenda às necessidades do sistema com o máximo de eficiência.
Simulação de cenários: Simular o impacto de mudanças nas especificações da bomba ou do sistema.

As leis de afinidade são aplicáveis a bombas geometricamente semelhantes e assumem que o rendimento da bomba permanece constante entre as condições de operação. Embora essa última premissa não seja 100% precisa em todas as variações (especialmente para grandes mudanças de RPM ou diâmetro), ela oferece uma aproximação muito boa para a maioria das aplicações práticas. As relações são as seguintes:

Para alterações na velocidade de rotação (N), mantendo o diâmetro do rotor (D) constant:

Caudal (Q) e Rotação (N):

O CAUDAL é diretamente proporcional à rotação.

Altura Manométrica (H) e Rotação (N):

A altura manométrica é diretamente proporcional ao quadrado da rotação.

power (P) e Rotação (N):

A potência absorvida é diretamente proporcional ao cubo da rotação.

7 – O GÉMEO DIGITAL DO MOTOR ELÉTRICO

In 1992 foi publicado o artigo[i] em que se apresentava reultado de um trabalho desenvolvido para a NASA, em que se modelava matemáticamente o motor elétrico como uma função de transferência entre a tensão e a corrente de alimentaçao do motor, permitindo a construção do gemeo digital, what is, therefore, uma matriz.

Figure 3 – A modelação matemática de um motor elétrico AC

Tem-se assim que a partir da monitorização da tensão e corrente e alimentação do motor, nas três fases, pode-se construir o seu gémeo digital e, a partir dos desvios do modelo inicial, determinar a sua condição de funcionamento.

Figure 4 – A monitorização da condição do motor através da comparação com o gémeo digital

Esta tecnologia foi comercializada pela ARTESIS e está atualmente normalizada na ISO 20958 – electrical signature analysis of three phase induction motors.

8 – A MONITORIZAÇÃO DO RENDIMENTO DA BOMBA ATRAVÉS DA ASSINATURA ELÉTRICA

O monitor e-MCM (Electrical Motor Condition Monitor) processa sinais de tensão e corrente para extrair métricas críticas de desempenho. A estimativa de caudal e pressão é efetuada através de algoritmos proprietários convertem dados elétricos em leituras precisas de caudal e pressão, sem necessidade dos sensores tradicionais. Assim são geradas curvas de bomba em tempo real permitindo a visualização dinamicamente a eficiência da bomba e a sua comparação com o BEP para ajustes operacionais instantâneos. Para além disso permite a deteção de falhas como sejam cavitação, desequilíbrios e desgaste mecânico através de padrões únicos de assinatura elétrica.

Figure 5 – Gráficos da monitorização, In real time, do rendimento da bomba, através da assinatura elétrica do motor em que se pode ver o ponto em que a bomba está a trabalhar e evolução do caudal e potência.

As principais funcionalidades disponibilizadas por esta tecnologia são:

Métricas de desempenho sem sensores: Monitoriza o caudal, a pressão e a eficiência em tempo real com uma precisão superior a 95%.
Integração opcional de sensores: Pode combinar dados de sensores reais, se disponíveis, para aumentar a precisão e a redundância.
Alertas em tempo real: Notificações instantâneas para quedas de eficiência, falhas mecânicas e condições de risco.
Ferramentas de análise de energia: Quantifica o consumo de energia e identifica bombas sobredimensionadas.
Visualização da curva de potência: Monitoriza as relações entre caudal e potência para manter a eficiência máxima.
Análise de tendências históricas: Pode-se aceder a relatórios anuais e de 24 horas para otimizar o tempo de funcionamento nas zonas de caudal.
Distribuição anual de fluxo: Mostra o tempo de funcionamento em diferentes zonas de fluxo. Revela um funcionamento eficiente ou ineficiente.

9 – A MONITORIZAÇÃO DO RENDIMENTO DO GRUPO DE BOMBAGEM ATRAVÉS DA ASSINATURA ELÉTRICA

Example 1

No artigo LNG Carrier Seawater Pump Condition Monitoring[ii] é apresentado um exemplo de aplicação desta numa bomba de um navio.

Nele pode-se ver diversos gráficos com uma aplicação da evolução dos parâmetros elétricos associados à degradação da condição de funcionamento do impulsor da bomba.

Figure 6 – Gráfico de tendências que mostra uma diminuição gradual e progressiva dos parâmetros de potência ativa e de fator de potência para a bomba de água do mar de arrefecimento principal número 1.

Figure 7 – Componentes internos da bomba após remoção para inspeção. Observe a perda significativa de metal das pontas das palhetas de fluxo do corpo (fins). About 19 mm de metal foram perdidos em dois sítios. A espessura das aletas também foi reduzida da dimensão original de 7 mm for 4,5 mm. Verificou-se que a anomalia à passagem de pás foi produzida por este dano, e não pela deterioração do impulsor.

Figure 8 – Após a desmontagem, descobriu-se que a erosão tinha produzido um orifício no corpo da bomba, no ponto em que um parafuso de retenção do anel de desgaste causava uma perturbação localizada do fluxo.

Example 2

A auditoria energética na mina revelou muitas bombas a funcionar com baixa eficiência. Foram identificadas elevadas perdas de energia. O utilizador pretendia monitorizar continuamente o desempenho e a eficiência da bomba. Like this, era necessário um método para monitorizar as falhas mecânicas e elétricas através de um único sistema.

Foi decidido monitorizar o Sinal Elétrico da alimentação do motor de uma pois permite o acompanhamento do desempenho diretamente a partir do painel de controlo do motor com a técnica do MCM. Esta elimina a necessidade de sensores de caudal/pressão separados a fornece uma visão unificada ao combinar a condição mecânica, elétrica e a monitorização do desempenho da bomba. A seguir vê-se fotografia do sistema instalado no armário do motor.

Figure 9 – Instalação do sistema de monitorização no quadro elétrico do motor

As características da bomba eram as seguintes:

Bomba de água de processo
Model: 150QC-DWU
Motor power: 110 kW
1480 rpm nominal; 1630 rpm (com correias)
Polis/Correias adicionam ~2% perda de energia

Figure 10 – Fotografia do grupo de bombagem

A partir da monitorização conclui-se:

Operação frequente fora do BEP

O ponto de melhor eficiência (BEP) é onde a bomba atinge a eficiência máxima com o mínimo de consumo de energia.

A documentação e as medições de campo mostram que este modelo de bomba 150QC-DWU frequentemente opera longe do seu BEP, particularmente em condições de baixo caudal e alta pressão.

Sistema de transmissão por correia e polia

A velocidade nominal do motor de ~1490 rpm (4 pólos) é aumentada para ~1630 rpm no veio da bomba usando um arranjo de correia e polia.

Além das ineficiências inerentes à bomba, essa configuração introduz até 2% de perdas adicionais na transmissão.

Riscos de baixa eficiência e baixo caudal

Baixa eficiência: funcionar fora da faixa de operação ideal aumenta os custos de energia e reduz o desempenho. As causas potenciais incluem desgaste, dimensionamento incorreto ou manutenção inadequada.

Baixo caudal: o caudal real fica abaixo das expectativas do projeto, com risco de superaquecimento, cavitação e desempenho abaixo do padrão.

Risco de temperatura elevada

A alta temperatura de operação ou do fluido pode danificar vedações, rolamentos e outros componentes internos, levando a manutenção frequente ou falhas.

Irregularidades de fluxo e cavitação

A deteção de falhas baseada em modelos da eMCM revela ruído de banda larga próximo das bandas laterais de 50 Hz, indicando instabilidade de fluxo — frequentemente relacionada com operação de baixo fluxo.

Condições prolongadas de baixo fluxo aumentam o risco de cavitação, o que reduz a vida útil mecânica a médio prazo.

No geral, a tendência da bomba funcionar com baixo caudal e alta pressão aumenta significativamente a probabilidade de ineficiência, cavitação e desgaste mecânico, enfatizando a necessidade de uma melhor adequação da bomba às condições reais de operação e monitoramento contínuo do desempenho.

A seguir pode-se ver um dos gráficos obtidos do sistema em que se vê a distribuição estatística dos caudais em que a bomba operava.

Figure 11- Distribuição estatística dos caudais em que a bomba operava.

A seguir pode-se um histograma. Este histograma ilustra a percentagem do tempo de funcionamento gasto em várias taxas de caudal ao longo de uma semana. No eixo horizontal, pode ver a taxa de fluxo em metros cúbicos por hora (m³/h), enquanto o eixo vertical representa a percentagem do tempo total de funcionamento em cada intervalo de fluxo.

Figure 12 – Histograma ilustrando a percentagem do tempo de funcionamento gasto em várias taxas de caudal ao longo de uma semana.

Os comentários a este histograma são a seguir apresentados:

Regiões codificadas por cores

Amarelo claro (zona ineficiente): a maior parte do tempo de funcionamento da bomba enquadra-se nesta faixa, indicando que a bomba está a funcionar muito abaixo do caudal para o qual foi concebida, consumindo energia em excesso e funcionando de forma ineficiente.
Verde (zona eficiente): Cerca de 280–500 m³/h. Aqui é apresentado um tempo de funcionamento muito reduzido, o que significa que a bomba raramente atinge a gama de funcionamento em que alcançaria a melhor eficiência energética.
Rosa (fluxo elevado, zona de risco): Representa caudais muito elevados. O histograma mostra quase nenhuma atividade nesta zona, pelo que a bomba essencialmente nunca funciona nestas condições de fluxo extremas.

BEP (ponto de melhor eficiência)

Marcado pela linha tracejada vermelha em 421,5 m³/h, é onde a bomba alcançaria teoricamente a eficiência ideal. O histograma revela que a bomba quase nunca opera perto deste ponto, confirmando uma grande diferença entre as condições de funcionamento reais e as ideais.

Intervalo de caudal dominante

Os valores de caudal entre 90 e 110 m³/h dominam o histograma, o que significa que a bomba está a funcionar consistentemente a uma fração da sua capacidade de fluxo pretendida. Este desalinhamento não só aumenta o consumo de energia, como também pode levar a problemas mecânicos a longo prazo.

No geral, o gráfico destaca uma oportunidade significativa para melhorar o desempenho: ao ajustar ou substituir a bomba — ou ao modificar o sistema para melhor corresponder aos parâmetros de projeto da bomba — a instalação poderia potencialmente economizar energia, reduzir o desgaste do equipamento e operar mais próximo do ponto de melhor eficiência.

Irregularidades de fluxo e cavitação

A deteção de avarias baseada em modelos da eMCM revela ruído de banda larga próximo das bandas laterais de 50 Hz, indicando instabilidade de fluxo — frequentemente relacionada com operação de baixo fluxo.

Figure 13 – Espetros de análise de corrente de alimentação

Condições prolongadas de baixo fluxo aumentam o risco de cavitação, o que reduz a vida útil mecânica a médio prazo.

No geral, a tendência da bomba funcionar com baixo fluxo e alta pressão aumenta significativamente a probabilidade de ineficiência, cavitação e desgaste mecânico, enfatizando a necessidade de uma melhor adequação da bomba às condições reais de operação e monitoramento contínuo do desempenho.

O resumo dos problemas observados foi o seguinte:

Operação principalmente em condições de baixo caudal/alta pressão
Longe do BEP, levando a uma eficiência baixa (40–60%).
Cavitação e tensão mecânica.

Figure 14 – Resumo dos problemas observados

As ações recomendadas foram as seguintes:

Seleção de bomba alternativa (Model: “XXX”)

Caudal nominal: ~215 m³/h
Potência nominal: 55 kW
Eficiência: ~81,3% a BEP
Redução prevista do consumo de energia: ~56.6%

In the following figure, analisa-se o novo modelo de bomba proposto, que poderá aumentar significativamente a eficiência geral e reduzir os custos de energia.

Figure 15 – Curva característica do novo modelo de bomba proposto

Porquê uma nova bomba? A configuração atual funciona frequentemente longe do seu ponto de melhor eficiência, causando um elevado consumo de energia e desgaste mecânico adicional. Uma bomba com um tamanho mais adequado corresponderá melhor às necessidades reais de caudal e pressão, melhorando tanto o desempenho como a fiabilidade.

Modelo proposto XXX
Caudal nominal: 215 m³/h
Consumo nominal de energia: 55 kW
Eficiência: near 81,3% no ponto de melhor eficiência
Poupança de energia prevista: up until 56,6% menos consumo de energia em comparação com a nossa configuração atual

Principais vantagens

Melhor adequação às condições operacionais: operar perto do caudal e da altura manométrica projetados significa menos desperdício de energia.
Custos operacionais reduzidos: maior eficiência reduzirá significativamente as contas anuais de energia.
Menor desgaste mecânico: trabalhar na sua faixa ideal prolonga a vida útil dos componentes e diminui a necessidade de manutenção frequente.

Próximos passos

Realizar uma análise detalhada de custo-benefício, incluindo o retorno sobre o investimento.
Também considerará a logística de instalação, a compatibilidade dos materiais e se a adição de um inversor de frequência (VFD) poderia proporcionar mais economia de energia.

Ao mudar para este novo modelo mais eficiente, pode-se resolver os problemas de funcionamento da bomba fora da sua faixa operacional ideal e reduzir drasticamente o consumo de energia e custos de manutenção.

O período de retorno do investimento previsto é de 1,28 years.

Consumo de energia atual (kWh/ano)	602,880
Consumo de energia proposto (kWh/ano)	264,707
Poupança Energética Anual (kWh)	338,173
Poupança Anual de Custos (USD)	$ 30,435.57
Custo de investimento de nova bomba (USD)	$ 39,000.00
ROI (%)	78%
Período de retorno de investimento (Years)	1.28

A seguir validou-se com instrumentação no local os resultados das medidas efetuadas pelo sistema.

Figure 16 – Comparação entre caudal medido com caudalimetro e pelo sistema eMCM

A linha azul representa o caudal medido com um caudalimetro e a linha laranja representa a estimativa de fluxo do eMCM.

Podemos ver que, em condições normais de funcionamento, as linhas se acompanham.

Da comparação lado a lado dos dados do sensor de caudal e do caudal estimado pelo eMCM, conclui-se:

Alinhamento de tendência consistente e quase sobreposição em intervalos de operação normais
Desvio global de cerca de ±3% confirma alta precisão
Demonstra monitoramento fiável em tempo real sem sensores de caudal adicionais

11 – CONCLUSION

Aqui apresentou-se uma solução inovadora de monitorização do desempenho da bomba sem sensores, aproveitando a tecnologia da Análise da Assinatura Eléctrica (ESA). Ao analisar os dados de tensão e corrente, o sistema fornece informações em tempo real sobre o caudal, a pressão e o estado da bomba e do motor – eliminando a necessidade de sensores físicos. Esta inovação permite que as empresas otimizem as operações, reduzam os custos e aumentem a sustentabilidade através da monitorização do custo de exploração de grupos de bombagem.