CAMTUC - Campus Universitário de Tucuruí

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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.

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