"Interferências provocadas pela infestação de mexilhões-dourados (Limnoperna fortunei) sobre bombas centrífugas e seu impacto em sistemas de bombeamento de água"

• Autor(a) principal: Marcio Figueiredo de Resende
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9RGL56
• topic: Limnoperna fortunei; Eficiência de bombas; Mexilhão dourado; Perda de carga; Engenharia mecânica

Ao longo das duas últimas décadas, sistemas hídricos da América do Sul têm sido infestados por uma espécie invasora oriunda do Sudeste Asiático, o molusco Limnoperna fortunei, popularmente conhecido como mexilhão dourado. Esse bivalve apresenta, dentre outras características, elevada capacidade de invadir ambientes, aderindo-se facilmente a substratos ao longo dos cursos de água e infestando sistemas hidrelétricos e instalações de bombeamento de água bruta. A infestação de tubulações pelo mexilhão dourado aumenta sua rugosidade relativa e reduz o seu diâmetro interno, promovendo o efeito de macrofouling, ou de oclusão do conduto. Como consequência, são gerados custos operacionais originalmente não previstos, decorrentes da parada de sistemas para a desobstrução e manutenção, bem como aumento do consumo de energia elétrica em sistemas de bombeamento, além da perda de eficiência hidráulica. Pesquisas voltadas para a determinação da perda de carga oriundas da infestação de L. fortunei em sistemas hidráulicos, sobretudo em bombas de água, são raras, sendo necessário se fazer inferências e interpolações para a estimativa das perdas de carga. O aumento do fator de atrito proporcionado pela colonização de L. fortunei em condutos forçados pode submeter sistemas hidráulicos a situações de colapso, em termos de eficiência hidráulica. No presente trabalho apresenta-se uma avaliação das interferências provocadas nas curvas de desempenho de bombas centrífugas aplicadas a sistema de captação e adução de água bruta. Os resultados obtidos demonstram que a infestação de bombas centrífugas por L. fortunei altera sensivelmente seu desempenho, tanto em termos de redução da energia útil para impulsionamento do fluido quanto de vazão bombeada, com consequente redução do rendimento global da bomba, sobretudo em sistemas de bombeamento de menor porte. Alterase de forma significativa o ponto operacional da elevatória com o avanço da infestação pelos circuitos de sucção e recalque, de tal forma que pode-se considerar que uma elevatória infestada com o mexilhão dourado é completamente distinta da elevatória original. Em termos qualitativos, elevatórias infestadas com o mexilhão podem ser comparadas a elevatórias operando durante décadas com águas agressivas, ou seja, a infestação é capaz de promover, possivelmente num intervalo de tempo de dois anos ou menos, o efeito de envelhecimento previsto para toda a vida útil do sistema. Como alternativa para se evitar a infestação de bombas, podem ser aplicadas bombas de maior porte em menores sistemas de bombeamento, adotando-se a estratégia de operar a elevatória por menores intervalos de tempo e com maiores velocidades de escoamento na bomba, evitando-se assim infestação da voluta. Outra possibilidade é o desenvolvimento de bombas anti-mexilhões, adotando-se o conceito descrito neste trabalho ao se projetar a voluta da bomba: modificar-se-ia a geometria da carcaça de tal forma que se obtenham velocidades, crescentes ou constantes ao longo da voluta, sempre maiores ao limite superior de velocidade requerida para o descolamento e soltura do mexilhão dourado na voluta (4,1 m/s). Cabe destacar que o mexilhão pode se desenvolver e aderir à superfície interna da carcaça com velocidades de escoamento inferiores a 2 m/s, chegando à plena infestação num intervalo de tempo que pode estar compreendido entre 1 e 2 anos. Por se tratar de um fenômeno biológico, na medida em que as colônias se desenvolvem no interior da carcaça da bomba podem ainda ocorrer flutuações localizadas de velocidade ao longo da voluta, as quais, por sua vez, podem promover a remoção de blocos ou camadas de colônias de mexilhões. Esse fenômeno resulta em uma instabilidade na curva de desempenho, devido à pulsação de pressão e vazão na bomba. Isso indica que pode ser conveniente o estabelecimento de novo conceito operativo de trabalho para a bomba: o de faixa de operação, em vez de ponto de operação, dentro da qual a máquina trabalhará em condições distintas de rendimento ao longo do tempo. Recomenda-se o aprofundamento de estudos para verificação da possibilidade de estabelecimento de curvas adimensionais para quantificação do fenômeno, as quais poderão permitir análise econômica, para cada elevatória, acerca das condições operativas ideais num cenário sob infestação do sistema, tanto na carcaça da bomba quanto nas adutoras de sucção e recalque.