Artigo: Aplicação de motobombas anfíbias em elevatórias de água bruta em canais de irrigação
Redução de potência e aumento hidroenergético
1- Geovane Bigoto Gazola
2 – Greco Tusset de Moura
3 – Ismael Nicholas Schröer
RESUMO
São tendências mundiais de preservação dos recursos naturais, da necessidade competitiva de baixos custos de instalação, operação, do monitoramento e controle remoto estão fazendo com que os fabricantes de equipamentos direcionem suas pesquisas e desenvolvimentos de novos produtos para a busca de inovações que atendam a esses requisitos em busca de enérgica renováveis e eficiência energética.
Eficiência energética: Entretanto, como podemos assim defini-la? E por que ela pode ser considerada a fonte de energia mais limpa do mundo? Bem, por ser uma atividade que consiste em utilizar os recursos naturais de forma eficiente, outrora, fazer mais com menos, assim sendo, podemos sucintamente definir que “a eficiência energética pode ser considerada a energia que se deixa de produzir.”
Neste projeto de estudo observaremos a área de equipamentos de bombeamento, particularmente umas inovações tecnológicas, já presente no mercado brasileiro desde o ano 2001, voltada à preservação ambiental, economia de energia, eficiência hidroenergertica, simplificação das instalações e operações em sistemas de bombeamento de água bruta e potável, levando em suma importância, as mínimas intervenções ambientais.
Objetivo
Apresentada muitas vezes como um grande problema, quando o assunto em pauta são as reservas reduzidas de águas e mananciais comprometidos, a captação de água para utilização na irrigação, na indústria ou no saneamento vem assumindo um papel cada vez mais importante nos mais variados cultivos agrícolas, processos industriais e tratamento de águas.
Além da utilização de grandes volumes de água, as estações de bombeamento também são alvo de críticas por necessitarem instalações próximas às margens de rios, arroios, barragens ou represas, requerendo aterros, desmatamento, construção de canais e, em alguns casos, até mesmo o desvio do curso de rios para atender às necessidades técnicas de instalação de sucção das tradicionais bombas existentes no mercado.
Neste contexto de necessidade de inovações tecnológicas dos produtos destinados ao bombeio de água, visando com softwares computacionais a melhoria de rendimento hidroenergéticos, ou seja, (menores kw/h), necessários para bombeamento de cada m³/h, (metro cúbico por hora) o mercado busca constantemente soluções que propiciem menores custos de instalação, baixo consumo de energia, além de permitir flexibilidade para adaptar a estação de bombeamento ao local de instalação.
ECONOMIA DE ENEGERGIA E EFICIENCIA HIDROENERGÉTICA
Em sequência, podemos citar que somente com uma motobomba com alta capacidade de rendimento, se busca a economia de energia e assim sendo, podemos associar a dois fatores como: rendimento elétrico e rendimento hidráulico. Como relatado anteriormente, as bombas anfíbias operam com motores elétricos de alto rendimento independentemente do cenário externo, visto que trabalham sempre em regime de refrigeração forçado.
Além disto, todo o sistema de bombeamento é projetado utilizando-se a última geração de softwares de simulação computacional através de volumes finitos para turbomáquinas e ou motobombas, (CFD – Computational Fluid Dynamics). “Simulação computacional é a forma mais eficiente, rápida, barata e eficaz de se fazer projetos.” A partir desta primeira síntese, a companhia apresenta rotinas de otimização que visam melhorar o desempenho da estrutura, sintetizada a partir de uso de vários processos numéricos como o método do gradiente. Uma vez concluída a etapa de síntese, a estrutura é analisada e refinada em seus mínimos detalhes em softwares de simulação, evitando-se assim os altos custos de prototipagem e de gasto de tempo. Utilizando e agregando a alta tecnologia e profissionais de engenharia capacitados, os rotores e difusores desenvolvidos alcançam os mais altos índices de rendimento, eliminando perdas de conversão de energia e problemas de cavitação.
Sendo assim, o rendimento global da bomba anfíbia está entre os mais altos do mercado, pois une alto rendimento elétrico e alto rendimento hidráulico, gerando para o usuário final um representativo ganho de energia quando comparado com outras tecnologias, cuja este é o objetivo deste estudo.
CONDOMINIO DE IRRIGANTES ENTRE RIBIEIROS PROJETO II – PARACATU/MG
Um grande empreendimento, o CONDOMÍNIO DE IRRIGANTES ENTRE RIBEIROS – PROJETO II, situado ao noroeste do estado de Minas Gerais é considerado um dos maiores do estado mineiros. Tal empreendimento conta atualmente com mais de 40 bombas desde sua captação no rio Paracatu, no noroeste do estado mineiro, contando com 4 (quatro) elevatórias, levando água bruta para sistemas de irrigação para inúmeros condomínios e irrigantes do perímetro irrigado.
O empreendimento iniciou suas atividades na década dos anos 1980, e atendendo atualmente cerca de 44 (quarenta e quatro) propriedades e com área irrigada de 8.200 ha (oito mil e 200 hectares) – (CONDOMÍNIO ENTRERIBEIROS 2022). Com bombas submersas, com baixo rendimento e que com o passar dos anos consequentemente alto índices de manutenções e paradas no sistema. Atualmente, depois de estudos, já utilizam o sistema híbrido. O empreendimento em questão escolheu produtos HIGRA para melhorar significativamente os serviços na unidade do sistema de captação e consequentemente suas subsequentes elevatórias. Em alguns casos a evolução do equipamento HIGRA, comprovadamente nos possibilitam inúmeras melhorais. No local, já estão fazendo a diferença benefícios como o aumento de 60% na vazão; menor custo de manutenção; diminuição do nível de ruído; grande ganho em eficiência energética; diminuição da queima de motores e em consequentemente de equipamentos devido a dispositivos de proteção instalados nas motobombas e alterações nas proteções de partida, com troca para chaves do tipo “Soft-Start” por e a redução constante de manutenções corretivas (evitando paradas do sistema que comprometiam o abastecimento dos canais a montante
No caso abaixo, como objetivo deste estudo, vamos destacar o trabalho e instalação realizada na Elevatória I com a exposição do cenário antigo e atual conforme abaixo, com estudos de “cálculo de eficiência energético.
CONCLUSÃO
Conforme estudos e cálculos realizados para substituição das bombas submersas por motobombas anfíbias com rotores semiaxiais, as bombas submersas anteriores, operavam com aproximadamente 58 % de rendimento, ou seja, para elevar 1 m³ de água, na verdade a elevação se dava em 0,58 m³ da energia produzida. Em contrapartida, com a substituição para motobombas anfíbias de rotores semiaxiais, verificou-se em campo um rendimento do conjunto de 75%. Fato esse que nos proporcionou mantermos a vazão bombeada na elevatória, com 150 cv (cento e cinquenta cavalo vapor) a menor de potência, ou seja, um ganho energético de aproximadamente 60% (sessenta por cento) em ganho hidroenegético.
A substituição das motobombas, geraram um ganho de aproximadamente 60% na vazão do sistema, bem como uma redução direta no consumo energético, promovendo assim uma melhoria substancial.
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