Geovane Bigoto Gazola
M. Eng. Engenharia Sanitária e Ambiental
geovane@helitecno.com.br
Greco Tusset de Moura
Diretor engenharia – Higra Industrial
greco.moura@higra.com.br
Ismael Nicholas Schröer
Engenharia de aplicação e produto – Higra Industrial
Ismael.schroer@higra.com.br
As tendências mundiais de preservação dos recursos naturais, necessidade competitiva de baixos custos de instalação, operação, monitoramento e controle remoto estão fazendo com que os fabricantes de equipamentos direcionem suas pesquisas e desenvolvimento de novos produtos para a busca de inovações que atendam a esses requisitos de energia renovável e eficiência energética.
Foto: Divulgação
Entretanto, como podemos definir a eficiência energética? 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, 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 algumas inovações tecnológicas, já presentes no mercado brasileiro desde o ano 2001, voltadas à preservação ambiental, economia de energia, eficiência hidroenergética, 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 água 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, as estações de bombeamento também são alvo de críticas, por necessitarem de 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, com softwares computacionais visando a melhoria de rendimento hidroenergético, ou seja, (menor kw/h), necessário para bombeamento de cada m³/h, o mercado busca constantemente busca 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 energia e eficiência hidroenergética
Em sequência, podemos citar que somente com uma motobomba de alta capacidade de rendimento se busca a economia de energia e, assim sendo, podemos associar a dois fatores: 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 forçada.
Além disto, todo o sistema de bombeamento é projetado utilizando a última geração de softwares de simulação computacional, por meio 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, 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, que é o objetivo deste estudo.
Condomínio de irrigantes Entre Ribeiros, Projeto II – Paracatu/MG
Um grande empreendimento, o Condomínio de Irrigantes Entre Ribeiros – Projeto II, situado ao Noroeste de Minas Gerais, é considerado um dos maiores do Estado. Tal empreendimento conta, atualmente, com mais de 40 bombas, desde sua captação no rio Paracatu, com quatro elevatórias, levando água bruta para sistemas de irrigação para inúmeros condomínios e irrigantes do perímetro.
O empreendimento iniciou suas atividades na década de 1980, e atende atualmente cerca de 44 propriedades, com área irrigada de 8.200 ha (Condomínio Entre Ribeiros 2022).
Com bombas submersas, baixo rendimento e que, com o passar dos anos, consequentemente, altos índices de manutenções e paradas no sistema, atualmente, depois de estudos, eles 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 possibilita 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, 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”, e a redução constante de manutenções corretivas (evitando paradas do sistema que comprometiam o abastecimento dos canais.
No caso abaixo, como objetivo deste estudo, vamos destacar o trabalho e instalação realizados na Elevatória I, com a exposição do cenário antigo e atual, conforme abaixo, com estudos de “cálculo de eficiência energética.
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%. Tal fato proporcionou manter a vazão bombeada na elevatória, com 150 cv a menor de potência, ou seja, um ganho energético de aproximadamente 60%.
A substituição das motobombas gerou um ganho de aproximadamente 60% na vazão do sistema, bem como uma redução direta no consumo energético, promovendo assim uma melhoria substancial.
