o impacto da infestaÇÃo do mexilhÃo dourado em uma instalaÇÃo de bombeamento carlos barreira...
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O IMPACTO DA INFESTAÇÃO O IMPACTO DA INFESTAÇÃO DO MEXILHÃO DOURADO EM UMA DO MEXILHÃO DOURADO EM UMA INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTOINSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO
Carlos Barreira MartinezCarlos Barreira MartinezMárcio Figueiredo de ResendeMárcio Figueiredo de Resende
Cláudia Gonçalves Marques SimeãoCláudia Gonçalves Marques SimeãoUniversidade Federal de Minas Gerais - BrasilUniversidade Federal de Minas Gerais - Brasil
Espécie de molusco, nativa do Sudeste Asiático;Espécie de molusco, nativa do Sudeste Asiático;
Primeira ocorrência na América do Sul em 1991 Primeira ocorrência na América do Sul em 1991 (DARRIGRAN, 1993):(DARRIGRAN, 1993):
• Bacia do rio da Prata;Bacia do rio da Prata;
• Trazida na água de lastro de grandes embarcações;Trazida na água de lastro de grandes embarcações;
• Tem se reproduzido e disseminado aceleradamente.Tem se reproduzido e disseminado aceleradamente.
O Mexilhão Dourado (O Mexilhão Dourado (Limnoperna fortuneiLimnoperna fortunei):):
O Mexilhão Dourado (O Mexilhão Dourado (Limnoperna fortuneiLimnoperna fortunei):):
Ampla resistência à variedade de fatores ambientais;Ampla resistência à variedade de fatores ambientais;
Rápida maturação sexual, ciclo reprodutivo relativamente Rápida maturação sexual, ciclo reprodutivo relativamente rápido e forte capacidade de dispersão; rápido e forte capacidade de dispersão;
Indivíduos crescem lado a lado ou uns sobre os outros, Indivíduos crescem lado a lado ou uns sobre os outros, formando camadas; formando camadas;
Densidades que chegam a superar Densidades que chegam a superar 100.000 hab/m².100.000 hab/m².
Mexilhões sobre vegetação submersaAutor: Rodrigo De Filippo
Detalhe de colônia de mexilhõesFonte: Diário Popular - RS
Detalhe de colônia de mexilhões extraída de tubulaçãoFonte: Arquivo FURNAS
19911991
Chegada à bacia do rio de La Plata19931993
Punta Piedras até Punta Lara
19941994
La Plata - 1.º caso de macrofouling
19991999
1.ª ocorrência no Brasil – Guaíba/RS
19951995
Surge no rio Paraná. Novos casos de macrofouling
19981998
Surge no rio Paraguai, no Porto de Assunção
19961996
Coletas mais numerosas no rio Paraná. É comum o macrofouling em sistemas de adução do cordão Industrial do Paraná
20002000
Chega ao Pantanal e à UHE Salto Grande
20042004
Chega aos reservatórios de UHE’s no Estado de SP
Cronologia da invasãoCronologia da invasão
Rio
da
Pra
ta
Rio
Par
agu
ai
~210
0 km
Rio P
aran
á~1
400
km
20002000
UHE Salto Grande
20022002
UHE Porto PrimaveraSob RiscoSob Risco
UHE Volta Grande
20032003
UHE Ilha Solteira
20042004
UHE São Simão Sob RiscoSob Risco
UHE Itumbiara e
UHE Cachoeira Dourada
Sob RiscoSob Risco
UHE Água VermelhaR
io d
a P
rata
Rio P
aran
á
Rio
Par
agu
ai
~210
0 km
~140
0 km
Presença nas UHE’s brasileirasPresença nas UHE’s brasileiras
19911991
Chegada à bacia do rio de La Plata
20012001
UHE Itaipu
20032003
UHE Jupiá
20052005
UHE Três Irmãos
Não se dispõe de valores de referência na bibliografia Não se dispõe de valores de referência na bibliografia especializada para essa condição de operaçãoespecializada para essa condição de operação
Até o momento a arma principal encontrada contra o Até o momento a arma principal encontrada contra o Mexilhão Dourado ainda é a prevençãoMexilhão Dourado ainda é a prevenção
Necessidade de obtenção de dados e Necessidade de obtenção de dados e valores de referência para as perdas valores de referência para as perdas
carga em tubulações infestadas pelo carga em tubulações infestadas pelo Limnoperna fortuneiLimnoperna fortunei
O efeito de O efeito de macrofoulingmacrofouling::
Macrofouling em adutora de ferro fundidoFonte: CORSAN – Barra do Ribeiro - RS
Macrofouling em adutora de f.ºf.ºFonte: CORSAN. Barra do Ribeiro - RS
MacrofoulingMacrofouling
Simulação do escoamento em bancada de testes no Simulação do escoamento em bancada de testes no laboratório do CPH-UFMG, em diferentes cenários de laboratório do CPH-UFMG, em diferentes cenários de infestação :infestação :
0, 0,5 e 1,0 indivíduo/cm²0, 0,5 e 1,0 indivíduo/cm² DN 2DN 2””, 2, 21/21/2””, 3, 3”” e 4 e 4””
Determinação das curvas de perda de carga;Determinação das curvas de perda de carga;
Estimativa do fator de atrito (f);Estimativa do fator de atrito (f);
Avaliação do impacto na adução de bombas estudo Avaliação do impacto na adução de bombas estudo de casode caso
Material e MétodosMaterial e Métodos
A bancada de testesA bancada de testes
A simulação da infestaçãoA simulação da infestação
Curvas de Evolução da Perda de CargaCurvas de Evolução da Perda de Carga
0,001
0,01
0,1
1
10
100
0 5 10 15 20 25 30
Vazão - Q (L/s)
Pe
rda
de
Ca
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Un
itá
ria
- J
(m
/m)
2"
21/2"
3"
4"
2"
21/2"
3"
4"
2"
21/2"
3"
4"
Legenda
1,0 i/cm²
0,5 i/cm²
0 i/cm²
Aumento da Perda de Carga em Relação ao Cenário OriginalAumento da Perda de Carga em Relação ao Cenário Original
0
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20 25 30
Vazão - Q (L/s)
J1
,0 i
/cm
² / J
0 i
/cm
²
2" 21/2" 3" 4"
Rel
ação
en
tre
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das
de
Car
ga
2”2” 221/21/2” ” 3” 3”
4”4”
0,001
0,010
0,100
1,000
10,000
1.000 10.000 100.000 1.000.000
Número de Reynolds
Fato
r de
Atr
ito (f)
0,0000001
0,0000010
0,0000100
0,0001000
0,0010000
0,0100000
0,1000000
1,0000000
10,0000000
Rug
osid
ade
Rel
ativ
a (k/D
)
0,01
0,10
1,00
10.000 100.000 1.000.000
Número de Reynolds
Fato
r de
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ito
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0,000001
0,000010
0,000100
0,001000
0,010000
0,100000
1,000000
Rug
osid
ade
Rel
ativ
a (k/D
)
0,001
0,010
0,100
1,000
10.000 100.000 1.000.000
Número de Reynolds
Fato
r de
Atr
ito (
f)
0,00001
0,00010
0,00100
0,01000
0,10000
1,00000
Rug
osid
ade
Rel
ativ
a (k
/D)
0,001
0,01
0,1
1
10
10000 100000 1000000
Número de Reynolds
Fato
r de
Atr
ito (
f)
0,0000001
0,000001
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
Rug
osid
ade
Rel
ativ
a (
k/D
)
Ru
go
sid
ade
Rel
ativ
a (k/D)
DN 2”DN 2” DN 2DN 21/21/2””
DN 3”DN 3” DN 4”DN 4”
Fat
or
de
Atr
ito
(f)
Evolução do fator de atrito e da rugosidade relativaEvolução do fator de atrito e da rugosidade relativa
Avaliação da perda de seção útilAvaliação da perda de seção útil
DN DI DI Dequiv DI Dequiv
(pol) (cm) (cm) (pol) (cm) (pol)
2 4,14 3,25 11/2 1,74 1/2
21/2 5,41 4,28 2 3,17 11/2
3 6,66 6,19 entre 21/2 e 3 4,12 2
4 9,16 8,40 entre 3 e 4 4,83 entre 2 e 21/2
Sem Infestação 0,5 ind./cm² 1,0 ind./cm²
100
120
140
160
180
200
0,E+00 5,E+04 1,E+05 2,E+05 2,E+05 3,E+05 3,E+05 4,E+05
Número de Reynolds
Co
efic
ien
te C
- H
azen
Wil
liam
s
DN 2" DN 21/2" DN 3" DN 4"
Variação do coeficiente de Hazen-WilliamsVariação do coeficiente de Hazen-Williams0,5 indivíduo/cm²0,5 indivíduo/cm²
Variação do coeficiente de Hazen-WilliamsVariação do coeficiente de Hazen-Williams1,0 indivíduo/cm²1,0 indivíduo/cm²
0
20
40
60
80
0,E+00 5,E+04 1,E+05 2,E+05 2,E+05 3,E+05 3,E+05 4,E+05
Número de Reynolds
Co
efi
cie
nte
C -
Ha
zen
Will
iam
s
DN 2" DN 21/2" DN 3" DN 4"
Avaliação do impacto na adução de bombas - Estudo de casoAvaliação do impacto na adução de bombas - Estudo de caso
70 m
Comprimento do recalque = 550 mDN = 100 mm (4”)
moto-bomba
][.
..643,1087,485,1
85,1
mcadC
LQhHW ][
..81,9kW
hQP
Custo = P.t.Tarifa [R$/m³]
Avaliação do impacto na adução de bombas - Estudo de casoAvaliação do impacto na adução de bombas - Estudo de caso
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0 5 10 15 20 25
Vazão (L/s)
Cu
sto
Ho
rári
o d
o B
om
be
am
en
to(R
$/m
³)
C=200 (sem infestação) C=180 (0,5 ind./cm²) C=80 (1,0 ind./cm²)
Avaliação do impacto na adução de bombas - Estudo de casoAvaliação do impacto na adução de bombas - Estudo de caso
Redução de ~50%Redução de ~50%
R$0,174/m³.hR$0,174/m³.h
R$0,182/m³.hR$0,182/m³.h
R$0,288/m³.hR$0,288/m³.h
ConclusõesConclusões
Acréscimo no custo de manutenção (desobstrução e limpeza);Acréscimo no custo de manutenção (desobstrução e limpeza);
Aumento significativo no custo da água bombeadaAumento significativo no custo da água bombeada
Para i < 0,5 indivíduo/cm², o acréscimo de perda de carga é Para i < 0,5 indivíduo/cm², o acréscimo de perda de carga é pequeno e pode até mesmo passar despercebidopequeno e pode até mesmo passar despercebido
Para i > 1,0 indivíduo/cm², o sistema praticamente entra em Para i > 1,0 indivíduo/cm², o sistema praticamente entra em colapso, chegando quase ao limite de bombeamentocolapso, chegando quase ao limite de bombeamento
Perda de carga aumenta progressivamente, em níveis muitos superiores Perda de carga aumenta progressivamente, em níveis muitos superiores àqueles para os quais os sistemas de bombeamento são usualmente àqueles para os quais os sistemas de bombeamento são usualmente projetadosprojetados
Poderá ocorrer efeito de cavitação na sucçãoPoderá ocorrer efeito de cavitação na sucção
Assunto ainda pouco explorado, necessita de continuidade nos estudos.Assunto ainda pouco explorado, necessita de continuidade nos estudos.
Carlos Barreira Martinez : martinez@cce.ufmg.br
Márcio Figueiredo de Resende : mresende@golder.com.br
Cláudia Gonçalves Marques Simeão : cgmsimeao@gmail.comAgradecimentos :
IMPACTO DA INFESTAÇÃO DO MEXILHÃO DOURADO IMPACTO DA INFESTAÇÃO DO MEXILHÃO DOURADO
EM UMA INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTOEM UMA INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO
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