Avaliação do potencial energético associado a uma válvula redutora de pressão: caso de estudo

• Main Author: Santos, Fábio Daniel Tavares dos
• Publication Date: 2010
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.6/3580
• topic: Produção de energia; Sistema adutor; Válvula redutora de pressão - Potencial energético; Motor - Gerador; Bomba hidráulica

Ao longo dos últimos anos, tem vindo a acentuar-se o interesse por parte das empresas gestoras dos sistemas de abastecimento de água para o aproveitamento de pequenos potenciais energéticos, anteriormente desperdiçados ou dissipados. Este interesse, tem-se associado à elevada preocupação pela auto-sustentabilidade económica e ambiental dos serviços, que passa pelo consumo de energia e pelo controlo de pressão. Em sistemas de bastecimento de água, o controlo da pressão é realizado através da utilização de válvulas redutoras de pressão, como estruturas dissipadoras de energia, originando uma perda de carga localizada. A substituição destas válvulas por bombas a funcionar como turbinas constitui uma solução para a optimização de sistemas e produção de energia em pequena escala (até 50 KW), tendo em conta, que as principais vantagens destes sistemas são a produção em série e o seu baixo custo. Este estudo visa a modelação, optimização e avaliação da produção de energia de um sistema adutor gravítico situado na cidade da Covilhã, constituído por uma conduta em PEAD com 2485 m comprimento, três válvulas redutoras de pressão, um caudal de 11,52 l/s e uma pressão máxima de 10bar. No estudo, a modelação e optimização do sistema adutor efectuou-se através do programa EPANET 2.0, quantificando a energia dissipada na válvula redutora de pressão e posteriormente por uma micro-turbina. Para a geração de energia é utilizada a bomba a funcionar como turbina e um motor a funcionar como gerador. A inexistência, por parte dos fabricantes, de curvas características para seleccionar a bomba a funcionar em modo invertido faz com que haja necessidade de proceder a metodologias de selecção e estudos de viabilidade dos equipamentos a utilizar. Após a selecção da bomba a funcionar como turbina e do motor como gerador, o equipamento foi instalado na conduta adutora em estudo e foram realizados diversos ensaios de funcionamento. Contabilizou-se a produção energética produzida in situ, apresentando o seu desempenho incluindo o respectivo rendimento. Comparou-se ainda esse rendimento com o rendimento que se obteve teoricamente. Comparam-se os custos bomba centrifuga que funcionou como turbina com uma bomba fabricada para o efeito de uma empresa internacional.