Pressure regulation and energy recovery in water distribution networks using pumps as turbines

• Autor(a) principal: VIANA, Ingrid Luna Baia
• Data de Publicação: 2023
• Outros Autores: BATISTA, Jamile Caroline Moreira, SÁ, João Henrique Macedo, RAMALHO, Rodolfo Vitorino Correia, LOPES, Raynner Menezes, SOUZA, Davi Edson Sales e, MESQUITA, André Luiz Amarante, https://orcid.org/0000-0003-3314-9322, https://orcid.org/0000-0002-0843-0537, https://orcid.org/0000-0001-8262-7226, https://orcid.org/0000-0002-4420-7922, https://orcid.org/0000-0001-8346-1280, https://orcid.org/0000-0001-9632-5667, https://orcid.org/0000-0001-5559-5580
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPA
• Texto Completo: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16076
• topic: Setorização de WDN; Operação PAT fora de projeto; Controle da pressão; Recuperação de energia; Sustentabilidade; WDN sectorization; PAT off-design operation; Pressure control; Energy recovery; Sustainability

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.