Regulação da pressão e recuperação de energia em redes de distribuição de água utilizando bombas que funcionam como turbina

• Autor(a) principal: Viana, Ingrid Luna Baia
• Data de Publicação: 2023
• Outros Autores: Batista, Jamile Caroline Moreira, Macedo Sá, João Henrique, Ramalho, Rodolfo Vitorino Correia, Lopes, Raynner Menezes, Souza, Davi Edson Sales e, Mesquita, André Luiz Amarante
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: eng
• Título da fonte: Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online)
• Texto Completo: https://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/1551
• topic: WDN sectorization; PAT off-design operation; pressure control; energy recovery; sustainability; setorização de WDN; operação PAT fora de projeto; controle da pressão; recuperação de energia; sustentabilidade

As redes de distribuição de água (WDN) são consideradas fonte renovável potencial, apresentando energia de pressão mais que suficiente para entregar água aos usuários. Para controlar a pressão excessiva, comumente as WDN são divididas em áreas de medição distrital (DMA), com válvulas redutoras de pressão (PRV). A energia desperdiçada pelas PRV pode ser recuperada por bombas como turbinas (PAT). Entretanto, a seleção da bomba adequada ainda é um desafio, pois devem-se considerar as mudanças diárias de pressão e vazão dos consumidores (off-design). Neste artigo, uma combinação de modelos foi validada e aplicada para selecionar a bomba adequada para operar em uma WDN real. A substituição de duas PRV por PAT de uma rede real previamente dividida em duas DMA, operando em velocidade constante, foi investigada. As análises econômica e ambiental também foram efetuadas. A PAT1 foi tecnicamente melhor que PAT2, que apresentou pressão de saída negativa, prejudicando a pressão na DMA2. As melhores eficiências só ocorrem nas vazões no melhor ponto de eficiência da bomba ou próximo a ele, reproduzindo o controle da pressão como se fossem as próprias válvulas. A melhor bomba recuperou 4.331 kWh/ano, o equivalente à redução de 1.732.400 gCO2/ano, atendendo duas casas categorizadas como baixa renda. A utilização de PAT mostrou-se uma alternativa viável, com período de retorno de 2,1 anos, uma vez que é capaz de recuperar a energia renovável. Contudo, para o controle efetivo da pressão em WDN, devem-se buscar outras estratégias de operação, como a operação em velocidade variável.