Diagnóstico Hidroenergético em Sistemas de Abastecimento de Água Prof. Dr. Heber Pimentel Gomes...

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


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.



• 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.


• 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.


• 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.


• Metodologia


• 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;


• Metodologia


• 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).


• 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.


• Descrição da área de estudo

Figura 1 – fronteiras abastecidas pelo sistema Mario Andreazza

Linha adutora

Reservatório

apoiado


•Tipologia (Sist. Mario Andreazza)

comprimento2.400 m

ETA Reservação Bombeamento Apoiado1000 m3

Res. Elevado500 m3

Rede abastecida


• 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.


• 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)


• 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.


• 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


• 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).


• 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)


• 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.


• 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;



• 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;



• 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.


• 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.


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