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Diagnóstico Hidroenergético em Sistemas de Abastecimento de Água
Prof. Dr. Heber Pimentel Gomes
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA – UFPB
LABORATÓRIO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA E HIDRÁULICA EM
SANEAMENTO – LENHS
Diagnóstico Hidroenergético
Apresentação
• O Diagnóstico Hidroenergético visa atender aos objetivos do
Convênio Nº ECV-DTP 004/2011: Cooperação técnico-financeira
para desenvolvimento de ações integrantes do Programa Nacional
de Conservação de Energia Elétrica – PROCEL, celebrado entre
as Centrais Elétricas Brasileiras S.A. – ELETROBRAS, a Fundação
Universidade Federal de Mato Grosso do Sul - UFMS e a
Fundação de Apoio à Pesquisa, ao Ensino e à Cultura – FAPEC, no
qual atuam também pesquisadores das universidades UFPA, UFPB, UFRGS,
UFPR, UNIFEI, UFT, UFRJ e UNIPLAC
Diagnóstico Hidroenergético
Apresentação
• Entre as atividades contidas no Convênio está a realização de 7 (sete) Diagnósticos Hidroenergéticos em Sistemas de Abastecimento de Água, visando ações de conservação de energia elétrica e controle de perdas;
• Os diagnósticos hidroenergéticos servirão para
validar a metodologia que está sendo desenvolvida pelo Convênio Nº ECV-DTP 004/2011.
• O objetivo dos diagnósticos hidroenergéticos nas
cinco regiões do Brasil é a validação da metodologia
até aqui desenvolvida pela Rede LENHS que
apresentará em sua totalidade o documento
intitulado “Manual de Procedimentos para
Realização de Diagnóstico Hidroenergético” que
por sua vez se traduzirá como uma ferramenta
robusta com uso prático para as companhias de
saneamento na avaliação de eficiência
hidroenergética de sistemas de abastecimento.
Diagnóstico Hidroenergético
Diagnóstico Hidroenergético
• Objetivo particular (Sistema Mario Andreazza –
João Pessoa/PB)
• Fazer um diagnóstico hidroenergético na Elevatória de Água Tratada
Mário Andreazza, a partir de medições elétricas e hidráulicas e
avaliando os aspectos físicos de infraestrutura e operacionais;
• Avaliar o potencial de eficiêntização do sistema;
• Propor melhorias visando a redução do desperdício de água e energia
elétrica.
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• O Diagnóstico Hidroenergético é composto de etapas
preliminares de obtenção de documentação cadastral e
visita prévia às instalações, seguido por medições
contínuas de parâmetros hidráulicos e elétricos no sistema
e o diagnóstico hidroenergético propriamente dito. Como
complemento à metodologia apresentada, também podem
ser elaboradas propostas de intervenção no sistema
visando a melhoria da eficiência e análise econômica das
soluções.
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Obtenção de documentação cadastral:
Antecipadamente à avaliação da eficiência do sistema de
bombeamento, devem ser obtidas as documentações
cadastrais do sistema em estudo. Estas informações são
necessárias nas avaliações posteriores de eficiência.
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Obtenção de documentação cadastral:
• Levantamento altimétrico das instalações;
• Catálogos, manuais e informações técnicas de bombas,
motores, válvulas e outros equipamentos existentes;
• Volumes bombeados, produzidos ou disponibilizados no
sistema estudado;
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Obtenção de documentação cadastral:
• Informações sobre os medidores de grandezas hidráulicas
e elétricas existentes e dados de calibração ou aferição;
• Verificar se há instalações existentes de telemetria,
transmissão de dados e variáveis monitoradas;
• Cadastro elétrico da instalação e quadros elétricos (planta
elétrica, diagrama unifilar e diagrama simplificado).
Diagnóstico Hidroenergético
• Descrição da área de estudo
• A Estação Elevatória de Mario Andreazza, objeto desse estudo, faz parte do sistema integrado de Marés, situado na BR 101, km 2, Marés, João Pessoa - PB.
• O sistema atende uma população total de 9.993 habitantes (IBGE, 2012) que correspondem às populações dos bairros Mário Andreazza, Comercial e Mutirão pertencentes ao município de Bayeux – PB conforme figura 01.
Diagnóstico Hidroenergético
• Descrição da área de estudo
Figura 1 – fronteiras abastecidas pelo sistema Mario Andreazza
Linha adutora
Reservatório
apoiado
Diagnóstico Hidroenergético
•Tipologia (Sist. Mario Andreazza)
comprimento2.400 m
ETA Reservação Bombeamento Apoiado1000 m3
Res. Elevado500 m3
Rede abastecida
Diagnóstico Hidroenergético
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Visita prévia
• Depois de terminada a etapa de obtenção dos dados
cadastrais foram realizadas visitas técnicas no
sistema visando a verificação, complementação e
ajuste no campo dos dados obtidos previamente.
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Visita prévia
O sistema Mario Andreazza
é munido de três conjuntos
motor-bomba operando na
configuração 2+1.
Observa-se na imagem a
ausência do CMB 03 (em
manutenção)
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Visita prévia
A medição de vazão
deve ser realizada a
jusante do barrilete de
recalque respeitando uma
distância adequada dos
aparelhos.
Observou-se grande
dificuldade de acesso ao
ponto de medição.
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Visita prévia
As grandezas elétricas e
hidráulicas devem ser medidas e
monitoradas, simultaneamente.
Observa-se, ao lado, o quadro
elétrico onde será instalado o
analisador de energia
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Campanha de Medições
• As medições das grandezas hidráulicas e elétricas
devem ser realizadas, simultaneamente, durante 07
(sete) dias com intervalos de aquisição de 5 (cinco)
minutos, com a utilização, obrigatória, de medidores
eletrônicos (loggers).
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Condições de medição elétricas
• Devem ser avaliadas todas as condições que
possam interferir na medição, tais como:
adequação do local de instalação, temperatura,
umidade, aterramento, limite normalizado de ±
7,5% nas medições de tensões de fornecimento
bem como desequilíbrios acima de 2,5% (ou 1%,
no caso de motores de indução)
Diagnóstico Hidroenergético
• Metodologia
• Condições de medição Hidráulicas
• Devem ser avaliadas condições prejudiciais à
eficiência energética do sistema como válvulas
ou registros estrangulados na linha de recalque,
além de condições prejudiciais às medições como
níveis dinâmicos muito baixos na sucção das
bombas que permitam a entrada de ar na
tubulação ou o fenômeno da cavitação.
Diagnóstico Hidroenergético
• Estado atual do Diagnóstico
• Foram adquiridos os dados cadastrais junto à
companhia, na forma de arquivos digitais e projetos;
• Foram realizadas visitas técnicas acompanhadas pelo
consultor do convênio Nº ECV-DTP 004/2011, Airton
Sampaio Gomes, nas quais foram definidos os pontos
para instalação dos equipamentos de medição;
Diagnóstico Hidroenergético
• Estado atual do Diagnóstico
• Foram observadas infraestrutura insuficientes para
acomodação e proteção dos instrumentos de medição,
sendo solicitada, à companhia, providências para
adequação (limpeza e capinagem, proteção de alvenaria
etc.);
• A companhia providenciou a infraestrutura adequada
para instalação dos instrumentos de medição;
Diagnóstico Hidroenergético
• Estado atual do Diagnóstico
• No início das campanhas de medição, ao inspecionar o ponto
de medição (tap), foi observado presença de ar na adutora
que impossibilitaria a medição, sendo solicitada, à companhia,
providências de manutenção para eliminação do problema;
• A partir desse diagnóstico preliminar, a equipe do LENHS-
UFPB juntamente com técnicos da Companhia realizou testes
de investigação identificando a origem do problema.
Atualmente a equipe de manutenção encontra-se empenhada
na resolução desse problema.
Diagnóstico Hidroenergético
• Hipóteses levantadas
• O estrangulamento acentuado do recalque dos CMB pode evidenciar um subdimensionamento dos conjuntos motor-bomba;
• Os conjuntos motobomba trabalham com temperaturas acima de 120ºC e com correntes elétricas acima da corrente nominal;
• Na linha adutora foi identificado um TAU fora de funcionamento, que não consta no cadastro da companhia;
• Há evidências de sangrias não autorizadas na linha adutora que alimenta propriedades particulares.
Diagnóstico Hidroenergético• Hipóteses levantadas
• Pode haver deterioração na eficiência dos conjuntos motorbomba (serão levantadas as curvas das bombas).
• Pode haver subdimensionamento na linha adutora;
• Serão efetuados balanços hídricos no sistema para a verificação de perdas reais de água na área atendida.
• Serão investigadas as possibilidades de perdas comerciais na área atendida.
• Será feito um estudo de viabilidade econômica das medidas corretivas para aumentar a eficiência do sistema.
• Considerações finais
• Com os dados das medições, as hipóteses poderão ser
verificadas e confirmadas;
• A identificação e posterior solução do ar na tubulação já
faz parte como uma das ações de eficientização do sistema;
• Ao fim do diagnóstico completo, serão propostas todas as
ações corretivas no que diz respeito as intervenções físicas
e operacionais.
Diagnóstico Hidroenergético