Bombas para Óleo Térmico em Sistemas de Aquecimento Industrial: Guia Técnico de Seleção

1. O que é uma bomba para óleo térmico e por que difere de bombas convencionais

Uma bomba para óleo térmico é uma bomba de processo que circula continuamente um fluido orgânico de transferência de calor em temperatura elevada. Na circulação principal do circuito, a solução usual é a centrífuga; bombas de engrenagem aparecem na transferência de produtos que continuam viscosos mesmo aquecidos.

O princípio hidráulico é o mesmo de uma centrífuga de processo. A diferença está nas decisões tomadas para o serviço quente: vedação, limites de pressão em função da temperatura, mancais e montagem.

No manual da FBOT (MTEC-16/00), por exemplo, a pressão máxima de recalque cai com a temperatura — cerca de 16 bar a 100 °C e cerca de 10 bar a 350 °C na Figura 1 — e a vedação combina gaxetas de grafite em contato com o óleo quente e um selo mecânico.

Uma bomba selecionada para água fria e aplicada a óleo quente fica fora da sua base de projeto: vedação, limites de pressão × temperatura e materiais podem não ter sido definidos para esse serviço. Por isso, o ponto de operação quente deve ser comparado com a documentação da bomba específica, e não apenas com a curva hidráulica.

Os dados do fluido precisam ser lidos na temperatura de operação e na condição de partida. Na tabela publicada pela Eastman para o Therminol 66, a densidade passa de 1.008 kg/m³ a 20 °C para 809 kg/m³ a 300 °C, e a viscosidade cinemática, de 122 mm²/s (cSt) para 0,51 mm²/s.

Em uma centrífuga, a potência absorvida para a mesma vazão e altura é proporcional à densidade; na partida a frio, a viscosidade elevada aumenta ainda mais o torque e as perdas. Por isso, a potência deve ser verificada nas duas condições: regime quente e partida.

2. Sistemas de aquecimento industrial: onde a bomba se encaixa no circuito

Um sistema de aquecimento por óleo térmico é um circuito fechado com aquecedor (a gás, óleo combustível, biomassa ou resistências elétricas), bomba de circulação, tubulação isolada, consumidores industriais (trocadores de calor, reatores encamisados, prensas, secadores, serpentinas de tanques) e vaso de expansão.

A bomba mantém a vazão pelo aquecedor para que a temperatura de filme do fluido nas superfícies aquecidas fique abaixo do limite do fabricante do fluido. Para o Therminol 66, por exemplo, a Eastman publica 345 °C como temperatura máxima de bulk e 375 °C como temperatura máxima de filme. A vazão mínima exigida pelo aquecedor é um dado do fabricante do aquecedor, não da bomba.

Por isso, parar a circulação com o aquecedor quente é uma situação a evitar: o fluido parado nas superfícies aquecidas pode superaquecer, e a Eastman alerta que superaquecimento ou contaminação aceleram a decomposição e aumentam compostos de alto ponto de ebulição e sólidos. O procedimento de desligamento (manter a circulação depois do corte do queimador até o resfriamento indicado pelo fabricante do aquecedor) e a resposta a quedas de energia precisam estar definidos no projeto do sistema.

A condição do fluido também chega à bomba. A Eastman recomenda manter sistemas com Therminol 66 sob atmosfera de gás inerte, para proteger o fluido contra oxidação, e instalar dispositivos de alívio de pressão onde exigidos. O catálogo FBOT, por sua vez, exige fluido sem partículas abrasivas e sem materiais que ataquem quimicamente os componentes da bomba: filtragem, análise periódica do óleo e remoção de sólidos fazem parte da manutenção do circuito.

3. Tipos de bombas usadas: centrífuga versus engrenagem

Na circulação principal de óleo térmico, a centrífuga de processo é a escolha usual: o fluido tem baixa viscosidade na temperatura de operação, a vazão é contínua e a manutenção precisa acontecer sem desmontar a tubulação isolada, o que favorece a construção back pull-out.

A série FBOT segue essa construção: carcaça espiral fundida em peça única, rotor radial fechado de simples sucção, construção back pull-out, mancal com dois rolamentos (um em banho de óleo e outro blindado, lubrificado a graxa) e vedação com gaxetas de grafite e selo mecânico (manual MTEC-16/00, itens 2.1 a 2.4).

Bombas de engrenagem entram quando o produto aquecido continua viscoso: transferência de asfalto, piche, óleo combustível pesado, resinas e outros fluidos que precisam de aquecimento para escoar. A FBE (engrenagem externa) tem câmara de aquecimento como acessório (execução CA) e, no catálogo 2026, tabela de rotação recomendada por faixa de viscosidade, de 30 a 100.000 SSU.

A FBEI (engrenagem interna) é publicada com máximos independentes de 136 m³/h, 14 bar diferenciais, 140.000 cP e 340 °C; a camisa de aquecimento tem limites próprios no manual MAN001-10: vapor até 185 °C e fluido térmico até 232 °C, ambos até 10 bar.

A escolha entre centrífuga e engrenagem depende da temperatura real, da viscosidade do fluido nessa temperatura, da vazão, da pressão e do regime (circulação contínua ou transferência em batelada). Com esses dados, a engenharia confirma a série, o modelo e o limite aplicável a cada configuração.

4. Critérios técnicos de seleção: vazão, pressão, temperatura e NPSH

Especificar uma bomba para óleo térmico começa pelo ponto de operação quente — vazão e altura na temperatura de trabalho — e pela condição de partida. Os critérios abaixo devem ser conferidos com os dados do fluido escolhido e com a curva do modelo selecionado.

Os critérios principais são: NPSH disponível contra NPSH requerido na temperatura de operação; vazão mínima contínua do modelo, comparada com a menor vazão real em carga parcial; pressão de recalque dentro do limite pressão × temperatura da bomba; compatibilidade do fluido com os materiais e a vedação; e margem entre a temperatura de operação e os limites do fluido e da bomba.

O NPSH disponível em circuito quente depende da pressão no vaso de expansão, da coluna de líquido, das perdas na sucção e da pressão de vapor do fluido na temperatura máxima.

Fluidos diferentes se comportam de forma muito diferente: o Therminol 66 tem ponto de ebulição normal de 359 °C e pressão de vapor de 30,7 kPa a 300 °C (Eastman), enquanto a Dow indica uso do Dowtherm A em fase vapor a partir de 257 °C — operado como líquido acima dessa temperatura, o circuito precisa estar pressurizado acima da pressão de vapor.

O NPSH requerido vem da curva do modelo selecionado; o manual FBOT não publica NPSHr por modelo, e esse dado é confirmado na seleção.

O segundo critério é a vazão mínima contínua. Abaixo dela, a recirculação interna aquece o líquido dentro da carcaça e aumenta as cargas sobre rotor, mancais e vedação. O valor é específico de cada modelo e deve constar da seleção; não use percentuais do BEP transferidos de outra série ou de outro fabricante. Se o sistema opera longos períodos em carga parcial, preveja linha de recirculação (bypass) ou controle de rotação, dimensionados para a condição quente.

O terceiro critério é a pressão. No manual MTEC-16/00, a pressão máxima de sucção é 10 bar e a pressão máxima de recalque varia com a temperatura (Figura 1: cerca de 16 bar a 100 °C e cerca de 10 bar a 350 °C). Some a pressão do vaso de expansão à pressão gerada pela bomba e confira o resultado na temperatura máxima de operação, não na temperatura de montagem.

5. Seleção de materiais, vedação e expansão térmica

Para materiais, o ponto de partida é a documentação da série e a compatibilidade com o fluido. O catálogo FBOT exige fluido sem partículas abrasivas e sem materiais que ataquem quimicamente os componentes. O manual MTEC-16/00 limita a velocidade periférica por material do rotor — ferro fundido até 40 m/s, ferro nodular e aço carbono até 60 m/s, aços inoxidáveis até 80 m/s — e indica flanges ANSI B16.42 150 lbs ou DIN EN 1092-2 PN16.

A combinação de materiais de cada fornecimento é confirmada na proposta.

Em circuitos fechados de alta temperatura, a vedação é uma decisão de projeto. Um selo mecânico convencional em contato direto com óleo a 300–350 °C precisa de algum tipo de proteção térmica. Entre as abordagens conhecidas estão a recirculação do próprio fluido por um resfriador de volta à câmara de selagem (plano 23 da API 682), a injeção de líquido limpo de fonte externa (plano 32) e a separação entre o fluido quente e o selo.

A FBOT usa vedação em dois estágios: gaxetas de grafite no primeiro, em contato com o óleo térmico, e selo mecânico no segundo, protegido do fluido quente e sem refrigeração externa (catálogo FBOT 2026, p.2; MTEC-16/00, p.1 e item 2.3). Confirme o arranjo na folha de dados da configuração cotada. Sem linha de água de selagem, a instalação dispensa um circuito auxiliar que exigiria manutenção e inspeção próprias.

O manual FBOT também indica as conexões auxiliares da série: tubo indicador de vazamento no selo mecânico (D2), alimentação de óleo (FF), respiro (V) e dreno do suporte (D1), todas em ¼″ BSP (Tabela 4). Inclua a verificação desses pontos na rotina de operação.

A expansão térmica é o terceiro cuidado. Com coeficiente de dilatação da ordem de 12 × 10⁻⁶ /°C, típico de aços, cada metro de componente cresce cerca de 3,6 mm entre 20 °C e 320 °C. A tubulação quente não pode descarregar esforços nos bocais, e o alinhamento bomba-motor deve ser conferido depois da estabilização térmica, com a tolerância do fabricante do acoplamento e o procedimento do manual da bomba.

6. Operações típicas e fluidos térmicos comerciais

Em uma planta com óleo térmico raramente há uma única bomba. Há a circulação principal (às vezes com reserva instalada), a transferência para carga e descarga dos tanques de armazenamento do fluido e, em sistemas com queimador a óleo pesado, a alimentação do queimador. Cada uma tem requisitos diferentes: a circulação trabalha em regime contínuo, a transferência em batelada e a alimentação de queimador precisa de vazão e pressão estáveis.

Na linha FB Bombas, a FBOT é a série dedicada à circulação de óleo térmico, e a FBE lista queimadores de óleo e sistemas de lubrificação entre as aplicações do catálogo 2026 (p.3).

A escolha do fluido é do projetista do sistema. Para a bomba, o que importa são os dados do fluido escolhido, obtidos na ficha técnica do fabricante do fluido. A tabela abaixo mostra quais dados pedir, com os valores publicados pela Eastman para o Therminol 66 como exemplo; para outro fluido, use a ficha correspondente.

7. Cinco erros comuns de especificação e como evitá-los

As transições — partida a frio, parada, queda de energia e troca de fluido — exigem atenção especial no projeto, porque mudam temperatura, viscosidade e pressão ao mesmo tempo.

Os cinco erros abaixo nascem em decisões de projeto e de operação do sistema. A bomba sozinha não os corrige; por isso, as informações correspondentes devem constar da consulta.

• 1. Dimensionar o motor só para o regime quente. Na partida a frio, densidade e viscosidade são maiores (no Therminol 66, 1.008 kg/m³ e 122 mm²/s a 20 °C, contra 809 kg/m³ e 0,51 mm²/s a 300 °C). Verifique potência e torque na menor temperatura de partida prevista e aplique a reserva de potência do manual FBOT: a Tabela 2 do MTEC-16/00 estabelece a reserva por faixa de potência; confirme o motor selecionado na proposta.
• 2. Calcular o NPSH disponível com dados de água fria. Use a pressão de vapor do fluido na temperatura máxima de operação, a pressão real do vaso de expansão e as perdas da linha de sucção na condição quente, e compare com o NPSH requerido da curva do modelo, aplicando a margem definida no critério de projeto.
• 3. Superdimensionar a bomba "para ter margem". Uma centrífuga operando longe do BEP recircula internamente e aumenta o carregamento de mancais e vedação. Dimensione para o ponto normal de operação, use controle de rotação ou recirculação para carga parcial e respeite a vazão mínima informada para o modelo.
• 4. Ignorar os limites dos materiais de vedação. Faces e elastômeros secundários têm limites de temperatura e de compatibilidade química informados pelo fabricante do selo. Confira esses limites na temperatura real do ponto onde o selo trabalha, que depende do arranjo de vedação da bomba.
• 5. Não prever o procedimento de desligamento. Parar a circulação com o aquecedor quente pode superaquecer o fluido parado nas superfícies aquecidas e acelerar sua degradação. O sistema precisa de procedimento escrito de resfriamento, definido com o fabricante do aquecedor, e de uma estratégia para quedas de energia.

8. Linha FBOT da FB Bombas: aplicação direta dos critérios acima

A FBOT é a série da FB Bombas desenvolvida para bombear óleos térmicos orgânicos em alta temperatura sem refrigeração externa (catálogo FBOT 2026, p.2). O catálogo cita as indústrias farmacêutica, química, têxtil e plástica e as usinas de asfalto — neste caso, na circulação do óleo térmico que aquece o processo, não no bombeamento do asfalto.

As decisões construtivas documentadas conversam com os critérios deste guia: back pull-out, que permite retirar o conjunto do mancal sem desconectar a carcaça da tubulação; vedação em dois estágios com gaxetas de grafite e selo mecânico; mancal com dois rolamentos; pressão máxima de sucção de 10 bar e pressão de recalque limitada pela temperatura (Figura 1); e teste hidrostático a 1,5 vez a pressão de operação (MTEC-16/00, Tabela 1).

Os dados gerais — DN 25 a 300, até 2.200 m³/h, 135 m, 350 °C e 3.500 rpm — não são atingidos simultaneamente por um único modelo ou ponto de operação.

A FB Bombas informa início das atividades em 1944; a fábrica atual fica em Cabreúva-SP, com fabricação própria em usinagem CNC e montagem. A linha inclui ainda a FBE e a FBEI (engrenagem) para fluidos viscosos e a FBCN (centrífuga normalizada) para água e líquidos limpos ou turvos. Nos dez tamanhos grandes da FBOT (150-500 a 300-340), o manual identifica os modelos, mas curva, NPSH, potência e rotor são confirmados para o fluido e o ponto de operação na cotação.

Prepare os dados do circuito de óleo térmico

A FBOT combina aplicação em óleo térmico orgânico e construção back-pull-out: o conjunto do mancal pode ser retirado sem desconectar a carcaça da tubulação. Para avaliar a instalação, informe o óleo utilizado, o ponto de operação e o espaço para manutenção. Use o mapa de seleção como ponto de partida e confira a curva e o desenho do modelo antes de fechar a configuração.

• Nome e ficha do óleo térmico; temperaturas de partida e operação.
• Vazão e altura requeridas no mesmo ponto; rotação e condições de sucção.
• Configuração de vedação, conexões, acionamento e desenho de instalação que deverão constar da oferta.