Artigos Científicos - CAMTUC

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Acesso aberto (Open Access)
Análise do aproveitamento energético em redes de distribuição de água com a utilização de bombas como turbina (BFT)
(Companhia de Saneamento Básico de São Paulo, 2023-09) SILVA, Victor Renan Barbosa da; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; VIANA, Ingrid Luna Baia; SOUSA, Juliana Melo de Sousa; SOUZA, Davi Edson Sales e
As redes de distribuição de água (RDAs) necessitam de pressão adequada para entregar água aos usuários. Em alguns casos, a pressão é excessiva e geralmente é dissipada por válvulas redutoras de pressão (VRP), que acabam desperdiçando essa energia contida na rede. Devido à necessidade mundial de buscar tecnologias de geração de energia renovável, pesquisadores estudaram a possibilidade de substituir essas VRPs por bomba funcionando como turbinas (BFT). Trata-se de uma bomba centrífuga operando inversamente em substituição VRP. Como as RDAs operam sob condições variáveis de vazão e pressão, a predição de BFTs ainda encontra di ficuldades, o que prejudica seu controle efetivo da pressão quando substituem as VRPs. Esse trabalho analisa uma rede real com problemas na gestão das pressões. Localização distintas de VRPs para controlar a pressão da rede foram propostas em duas simulações hidráulicas. As VRPs foram substituídas por BFTs e foi avaliado qual configuração apresenta maior controle de pressão de abastecimento. A predição dessas máquinas foi realizada por um método conjunto que analisa toda a faixa de operação. Além disso, foram estimadas a quantidade de energia recuperada e as vantagens ambientais. Os resultados apontam o controle da pressão nas duas simu lações (S1 e S2). Em S1, a pressão no Nó mais crítico foi reduzida em 42,80% e a recuperação de energia foi de 52 kWh/dia. Em S2, a pressão foi reduzida em 45,21% e a recuperação de energia foi de 190,96 kWh/dia; além de controlar melhor a pressão, os resultados de recuperação de energia foram 267% superiores a S1. O método conjunto, proposto na pesquisa, simplificou o processo de seleção e predição de BFT, e foi possível concluir que essas máquinas devem ser instaladas em paralelo com as VRPs, considerando que, quando as BFTs não podem ajustar a pressão em algumas horas do dia, as válvulas ajustam.
Acesso aberto (Open Access)
Predição de operação de bombas como turbina e sua aplicação para recuperação de energia em sistemas de distribuição de água
(Universidad Nacional Autónoma de México, 2023-04) DUCATI, Juliana Gaia; SOUSA, Juliana Melo de; SOUSA, Davi Edson Sales e; MESQUITA, Andre Luiz Amarante
As bombas funcionando como turbinas (BFT) são uma alternativa sustentável para geração de energia aproveitando o potencial hidráulico de um local. Entretanto, dificuldades são encontradas na predicação da curva característica em modo turbina para pontos de operação fora da condição nominal, a partir de curvas fornecidas pelos fabricantes de bombas. Este trabalho tem como propósito prever a faixa de operação de BFT de bombas selecionadas para funcionar como válvulas redutoras de pressão (VRP) no sistema de abastecimento de água (SAA) da Vila Permanente, em Tucuruí – Pará, Brasil. Avaliaram-se três estudos experimentais para a previsão de altura (Ht) e vazão (Qt) de BFTs no modo turbina no melhor ponto de eficiência (BEP). Em seguida, aplicou-se um segundo método que considera toda faixa de operação da BFT, combinado com os métodos no BEP para obter curvas características QxH (vazão x altura) e Qxη (vazão x eficiência) da BFT. Com os valores de altura e vazão dos pontos de pressão no SAA em estudo, selecionaram-se bombas centrífugas para funcionar como turbinas, aplicando a melhor combinação de método e obtendo as curvas características da BFT no modo turbina, de modo a obter a faixa de operação da BFT, além dos cálculos de recuperação parcial de energia com valores em 372.3 MWh/ano.
Acesso aberto (Open Access)
Pressure regulation and energy recovery in water distribution networks using pumps as turbines
(Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2023-03) VIANA, Ingrid Luna Baia; BATISTA, Jamile Caroline Moreira; SÁ, João Henrique Macedo; RAMALHO, Rodolfo Vitorino Correia; LOPES, Raynner Menezes; SOUZA, Davi Edson Sales e; MESQUITA, André Luiz Amarante
As redes de distribuição de água (WDN) são consideradas fonte renovável potencial, apresentando energia de pressão mais que suficiente para entregar água aos usuários. Para controlar a pressão excessiva, comumente as WDN são divididas em áreas de medição distrital (DMA), com válvulas redutoras de pressão (PRV). A energia desperdiçada pelas PRV pode ser recuperada por bombas como turbinas (PAT). Entretanto, a seleção da bomba adequada ainda é um desafio, pois devem-se considerar as mudanças diárias de pressão e vazão dos consumidores (off-design). Neste artigo, uma combinação de modelos foi validada e aplicada para selecionar a bomba adequada para operar em uma WDN real. A substituição de duas PRV por PAT de uma rede real previamente dividida em duas DMA, operando em velocidade constante, foi investigada. As análises econômica e ambiental também foram efetuadas. A PAT1 foi tecnicamente melhor que PAT2 , que apresentou pressão de saída negativa, prejudicando a pressão na DMA2 . As melhores eficiências só ocorrem nas vazões no melhor ponto de eficiência da bomba ou próximo a ele, reproduzindo o controle da pressão como se fossem as próprias válvulas. A melhor bomba recuperou 4.331 kWh/ano, o equivalente à redução de 1.732.400 gCO2 /ano, atendendo duas casas categorizadas como baixa renda. A utilização de PAT mostrou-se uma alternativa viável, com período de retorno de 2,1 anos, uma vez que é capaz de recuperar a energia renovável. Contudo, para o controle efetivo da pressão em WDN, devem-se buscar outras estratégias de operação, como a operação em velocidade variável.
Acesso aberto (Open Access)
Segurança de barragens de rejeitos e impactos ambientais: uma revisão sobre a mineração de caulim em uma região amazônica
(Instituto Tocantinense de Educação Superior e Pesquisa, 2023-12) SILVA, Matheus Cavalcante; MOREIRA, Debora Dias Costa; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; MONTE, Christiane do Nascimento; SELFE, Ana Cristina Cavalcante; SOUZA, Jadelene Ramos de; FRANÇA, Carlos David Veiga
No Brasil, o estado do Pará tem recebido destaque, sobretudo pela produção e beneficiamento de caulim. Em contrapartida, a demanda por tais insumos minerais acarretou no crescimento da produção de rejeitos que, representa riscos, os quais podem ser evidenciados nos últimos desastres envolvendo barragens de mineração. Este estudo consiste em uma revisão bibliográfica sistemática e objetivou a discussão correlata de métodos de beneficiamento, armazenamento de caulim e inúmeros incidentes envolvendo vazamentos de rejeitos, a fim de subsidiar ações na detecção de áreas mais impactadas. Os resultados demonstraram que o beneficiamento do minério de caulim na área de estudo é realizado por via úmida. Os sistemas de armazenamento de rejeitos de caulim em Barcarena-PA são mais inseguros em relação aos sistemas alternativos de disposição, resultando em eventos de vazamentos de rejeitos de caulim em corpos hídricos regionais e áreas de espraiamento utilizadas para balneabilidade.

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