ESTUDO DO EFEITO DA RETENÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS EM GRADES SOBRE O POTENCIAL ENERGÉTICO DE UMA PEQUENA CENTRAL HIDRELÉTRICA (PCH): O

CASO DA USINA LUIZ DIAS, ITAJUBÁ-MGBARROS, R. M.

Eng. Civil, Doutora e Mestre pelo PPG-SHS/EESC/USP, Profa. Dra. - IRN/ UNIFEI, Av.BPS,1303,Itajubá-MG,CEP:37500-903,tel.:(35)36291224,mambeli@unifei.edu.br.OLIVEIRA, M. R.

Bióloga,especializando-se pelo CEMARH - IRN/UNIFEI, Av.BPS,1303,Itajubá-MG,CEP:37500-903,tel.:(35)36291224,biolmorena@yahoo.com.brTIAGO FILHO, G. L.

Eng. Mecânico, Doutor na área de Hidráulica pela USP e Mestre em Engenharia Mecânica na área de Máquinas de Fluxo pela UNIFEI, Diretor e Prof. Dr. - IRN/ UNIFEI, Av. BPS, 1303, Itajubá-MG, CEP: 37500-903, tel.: (35) 36291454, fax: (35) 36291265, tiago@unifei.edu.br.

COSTA, H. S.Eng. Civil, Doutora e Mestre pelo PPG-SHS/EESC/USP, Profa. Dra. - IRN/ UNIFEI, Av.BPS,1303,Itajubá-MG,CEP:37500-903,tel.:(35)36291224,hsc@unifei.edu.br.

ASPECTOS TÉCNICOS• Potência instalada: 2,43 MW

• Reservatório de pedras argamassadas com duas comportas ao fundo e dois vertedouros

• Canal de adução em concreto armado : 80 m de extensão, tem duas tubulações forçadas, em aço carbono com diâmetro de 1,40m e 23m de comprimento

• Grupos geradores: três com potência de 810 kW cada

• Geradores: freqüência de 60 Hz, 720 rpm, 4000 V, fator de potência 0,9 e 900 kVA de potência nominal cada um

• Turbinas tipo Francis dupla, com eixo horizontal: vazão de 3,75 m3/s, 28 m de queda e 720 rpm

• Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIAS EM PEQUENAS Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIAS EM PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS (s/d):CENTRAIS HIDRELÉTRICAS (s/d):

Figura 3: a) Canal de adução da PCH Luiz Dias (esquerda); b) PCH Luiz Dias (direita). Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIAS EM

PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS (s/d)

Figura 4: Grupos geradores na casa de máquinas da PCH Luiz Dias.

Amostragem de RS coletados nas grades Três meses (de 01/09 a 01/11/07) : coleta RS nas grades Potência (kW)- quadro de controle do grupo gerador medição do nível do canal (haste marcada de 5 em 5 cm) em três pontos: • 1º - 1 metro antes da primeira grade (grade 1); • 2º - 0,5 metro após da grade 1; • 3º - 1 metro antes da grade 2. Média e desvio-padrão

Paradas operacionais da PCH Luis Dias

Composição gravimétrica (RS): entre 05 e 12/07/07 e entre 15 e 25 /10/07: predomínio de matéria orgânica (salvo duas garrafas tipo PET, em 10/10/07) avaliação do peso dos RS em 26/10/07: acondicionados em 5 sacos - balança manual técnica de quarteamento, CETESB (1990 apud D’Almeida & Vilhena, 2000)

Figura 5: RS retidos na grade do canal de adução da PCH Luiz Dias.

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA• Cálculo da perda de carga (Equação 1);

(1)

Onde: ΔHg é a perda de carga (m); níveis de água a montante (hm) e a jusante (hj) da grade• Cálculo da altura líquida (%) (Equação 2);

(2)

Onde o valor do fator 24 refere-se à queda bruta da central. • Cálculo da energia diária perdida, em MWh (Equação 3):

(3)

• Considerando o custo de R$ 138,00 por MWh, a perda (em R$), foi calculada conforme a Equação (4).

(4)Onde o valor de R$ 138,00/MWh é o valor médio da tarifa da energia elétrica comercializada no período.

jmg hhH

24(%) g

líquida

Hh

1000

24.)(.100

)(

horasMWPoth

MWhEaferida

llíquida

perdida

00,138)/( (R$) dMWhEPerda perdida

ResultadosPrimeiro mês(1) Segundo mês(2) Terceiro mês(3) Período /

Parâmetro Média Desvio-padrão

Média Desvio-padrão

Média Desvio-padrão

Potência (kW)

404,93 357,84 562,11 264,41 503,09 265,74

Quantidade de Resíduos Sólidos (kg) na segunda grade 1(2)

8,89 8,34 15,50 7,70 11,73 7,27

Quantidade de Resíduos Sólidos (kg) na primeira grade 2(1)

5,08 4,64 11,82 7,03 7,43 4,99

Nota: (1) Usina Luiz Dias com parada de 18/08/2007 a 28/08/2007; (2) Usina Luiz Dias com parada em 07/09/2007 e 24/09/2007; e (3) Usina Luiz Dias com parada em 05/10/2007 e 10/10/2007 a 12/10/2007.

• Picos das Perdas diárias na energia gerada: 210 kWh em agosto, de 137 kWh, em setembro e 184 kWh em outubro de 2007.

TABELA 1: Valores de média e desvio-padrão para quantidade de RS coletados nas grades, e potência no grupo gerador.

Plástico: 0,82%

Resultados• Perdas financeiras: valor acumulado de R$ 84,95 em agosto, de R$

260,51 em setembro e R$ 405,34 em outubro

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

6/8/

2007

13/8

/200

7

20/8

/200

7

27/8

/200

7

3/9/

2007

10/9

/200

7

17/9

/200

7

24/9

/200

7

1/10

/200

7

8/10

/200

7

15/1

0/20

07

22/1

0/20

07

Tempo (dd/mm/ano)

Per

da

(R$)

FIGURA 6: Perda financeira decorrente de RS retidos nas grades sobre a eficiência energética, em agosto de 2007.

Corresponde a uma perda de energia de 2,94 MWh

Conclusões• Predominância de material orgânico na composição gravimétrica: bairro

rural a montante• RS retidos na grade 1 foram responsáveis pela perda de R$ 405,34 na

geração de energia elétrica• Corresponde a uma perda de energia de 2,94 MWh• Sugestão: estudo abarcando um período maior, visando à análise de

variação do comportamento da população

AGRADECIMENTOSAo Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas (CERPCH),

ao Eng. Ângelo Stano Júnior e ao Eng. Carlos Adriano Rosa. À Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG), cuja parceria estabelecida com a Unifei que tem permitido o desenvolvimento de trabalhos de cunhos científicos, tecnológicos, educacional e social em Itajubá e região.

Obrigado!!!!

Referências Bibliográficas• CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIAS EM PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS. Pequena

Central Hidrelétrica Luiz Dias: Um centro de história e pesquisa em energia, recursos hídricos e meio ambiente. Disponível em: http://www.cerpch.unifei.edu.br/luiz_dias.htm. Acesso em 09 de out de 2007.

• PARQUE DE ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS PARA O DESENVOLVIMENTO AUTO-SUSTENTÁVEL. PAEDA – Paisagens. Disponível em:http://www.paeda.unifei.edu.br/fotos/2006/paisagens/paisagens.htm. Acesso em 09 de out de 2007.

Esta apresentação estará disponível para download, a partir do dia 28/04/08,

no site:

www.cbdb.org.br/vispmch