Água, esgoto e energia: abordagens pr Áticas em …_esgoto_e... · 1 17 de setembro 2008 Água,...

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1 17 DE SETEMBRO 2008 ÁGUA, ESGOTO E ENERGIA: GUA, ESGOTO E ENERGIA: ABORDAGENS PR ABORDAGENS PRÁTICAS EM TICAS EM SISTEMAS DE SANEAMENTO SISTEMAS DE SANEAMENTO Frederico Ferreira de Vasconcelos Frederico Ferreira de Vasconcelos SCAI Automa SCAI Automação Ltda. ão Ltda. Planejamento de Projetos Automação Eficiência Energética Consultoria Fundada em 1993; Projetos e Consultorias para Mineração, Têxtil, Saneamento e Irrigação; Especializada em automação, controle e otimização de processos, eficiência energética e uso racional de água; Desde 2000, atua preferencialmente em sistemas de irrigação e saneamento em âmbito nacional; Destaques: CODEVASF; DNOCS; COSANPA; CAGECE; COGERH; CAERN; CAGEPA; DESO; COPASA; CAESB; CESAN; ÁGUAS GUARIROBA; ÁGUAS DE ITU; PROJETO JAÍBA; ALLIANCE TO SAVE ENERGY. Planejamento de Projetos Automação Eficiência Energética Consultoria

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17 DE SETEMBRO 2008

ÁÁGUA, ESGOTO E ENERGIA:GUA, ESGOTO E ENERGIA:ABORDAGENS PRABORDAGENS PRÁÁTICAS EM TICAS EM SISTEMAS DE SANEAMENTOSISTEMAS DE SANEAMENTO

Frederico Ferreira de VasconcelosFrederico Ferreira de VasconcelosSCAI AutomaSCAI Automaçção Ltda.ão Ltda.

Planejamento de Projetos AutomaçãoEficiência Energética Consultoria

Fundada em 1993;Projetos e Consultorias para Mineração, Têxtil, Saneamento e Irrigação;Especializada em automação, controle e otimização de processos, eficiência energética e uso racional de água;Desde 2000, atua preferencialmente em sistemas de irrigação e saneamento em âmbito nacional;Destaques:CODEVASF; DNOCS; COSANPA; CAGECE; COGERH; CAERN; CAGEPA; DESO; COPASA; CAESB; CESAN; ÁGUAS GUARIROBA; ÁGUAS DE ITU; PROJETO JAÍBA; ALLIANCE TO SAVE ENERGY.

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Responsáveis Técnicos:Eustáquio Luiz de Vasconcelos - Sócio DiretorEngenheiro eletricista formado pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais – PUC-MG.Pós-graduação Lato Sensu em eletrônica digital e industrial pela Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG.Frederico Ferreira de Vasconcelos - Sócio DiretorEngenheiro civil formado pela Universidade Federal de Minas Gerais –UFMG – com ênfase em hidráulica. Pós-graduação Lato Sensu em engenharia ambiental integrada pelo Instituto de Educação tecnológica – IETEC.Pós-graduação Lato Sensu em fontes alternativas de energia pela Universidade Federal de Lavras – UFLA.Pós-graduação Lato Sensu MBA Gestão de Negócios pelo Instituto de Educação tecnológica – IETEC.

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1) AUTOMAÇÃOPROJETO CECOP:•Projeto básico: 1996/ 1997•Implantação: 1998/1999 – 27 Unidades Operacionais•Objetivos: Zoneamento e controle de pressões (válvulas redutoras), macro medição (vazões e pressões), controle de bombeamento e regularização das reservações – controle de 110 km de linhas adutoras do macro sistema da rede metropolitana de Fortaleza.•Metas: Eficiência Energética (estações elevatórias), redução de perdas de água (controle de vazamentos – pressão e vazão) e redução das faltas de água (Gerenciamento Operacional).•Resultado imediato (2 primeiros anos): 35.000 novas ligações, redução de 0,5 m3/s na produção de água e regularização do atendimento ao abastecimento na região metropolitana de Fortaleza. 2.913 MWhequivalente a 93 tCO2.•Situação atual: implantação de mais 28 novas unidades operacionais e melhorias nas unidades existentes.

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1) AUTOMAÇÃO

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1) AUTOMAÇÃO

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1) AUTOMAÇÃO

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2) INVERSORES DE FREQUÊNCIAConceito:•Equipamentos capazes de variar a velocidade de motores trifásicos de forma contínua. Partida e parada suaves de motores com FP próximo a 1. Rampas de aceleração e desaceleração ajustáveis e forma de onda da corrente de saída praticamente senoidal.•Permite variar a velocidade/ rotação de conjuntos moto-bomba para regularizar vazões ou pressões de recalque com economia de energia.•Equações de Rateaux: (Q1/Q2) = (n1/n2) – variação linear da vazão com a rotação; (H1/H2) = (n1/n2)2 – variação quadrática da altura manométrica com a rotação; (P1/P2) = (n1/n2)3 – variação cúbica da potência com a rotação. Equações válidas para variações moderadas de velocidade sem grandes prejuízos para o rendimento do conjunto.•Potências: impossível, na prática, de confirmar a equação teórica de variação cúbica, pois é impossível manter semelhanças entre as perdas hidráulicas, volumétricas e mecâncias.

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2) INVERSORES DE FREQUÊNCIA

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Curva do Siste ma - Projeto Rodelas - EBP-R4.5 - Setor A

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Q (m3/h)

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)

1 BOMBA

2 BOMBAS

3 BOMBAS

SISTEMA

ROT.MIN.

2) INVERSORES DE FREQUÊNCIA

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Proje to Rodelas - EBP-R4.5 - Se tor ARotação Mínima x Vaz ão Máxima x Sistema

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Q (m3/h)

h (

m) Vazão Máx.

Sistema

Rot.Min.

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2) INVERSORES DE FREQUÊNCIA

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Curva da Bomba em Rotação Nominal e Rotação Mínim a(Folha 2/3)

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Vazão (m3/h)

Altu

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Curva da Bomba

Curva n Mínima

Iso Rendimento 70%

Iso Rendimento 75%

3) BIOGÁSESSEX JUNCTION WASTEWATER TREATMENT:•Empresa municipal responsável pela coleta e tratamento dos esgotos domésticos e chorume de aterro sanitário dos condados de Burlington, Essex e Winooski, em Vermont (USA).•Trata 12.500 m3/dia. Lodo produzido tratado por reator anaeróbio. Captação e tratamento do gás metano utilizado em 2 micro-turbinas de 30 kW cada. Recuperação do calor das turbinas para manter estável temperatura dos biodigestores (37ºC). •99,8% do gás metano utilizado. 400 MWh/ano (41% da demanda da ETE). •Redução de 227 tCO2/ano que resultariam da queima direta do metano (flare) = emissão média anual de 42 carros.•US$ 0,0246/ kWh (gerado) < 0,0637 (concessionária) = US$ 30,000.00 / ano, obtendo retorno do investimento em 7 anos.•Financiado com recursos de créditos de energia renovável (do estado de Vermont) e contrato de desempenho (consórcio de 3 ESCOs).

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3) BIOGÁSTanque de Equalização

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3) BIOGÁSClarificador Primário

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3) BIOGÁSReator Aeróbio

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3) BIOGÁSClarificador Secundário

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3) BIOGÁSDesinfecção e Desnitrificação

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3) BIOGÁSBiodigestor

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3) BIOGÁSCompressores de gás e Casa de Força

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3) BIOGÁSCompressores de gás e Casa de Força

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4) TURBINAS-BOMBACONCEITO:•Aproveitamento hidráulico de barragens destinadas ao abastecimento público (captações), utilizando-se a altura disponível e a vazão de regularização do curso d’água.•Exemplo clássico: DMAE Uberlândia – Captações Bom Jardim e Sucupira.•Abastecimento de aproximadamente 700 mil pessoas sem utilização de conjuntos moto-bomba (sem uso de energia elétrica).•Caso atual: Campo Grande – altura de 15 m e vazão de 12 m3/s –aproveitamento de 2080 cv.•Vantagens: alto rendimento em função da transformação direta da energia potencial em energia mecânica. Rendimento aproximado de 90%. Pode ser construída com turbinas destinadas a PCH e MCH, de custo relativamente baixo, e utilizar-se da estrutura existente para a captação.

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4) TURBINAS-BOMBA

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4) TURBINAS-BOMBA

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4) TURBINAS-BOMBA

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4) TURBINAS-BOMBA

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