XII Simposio Iberoamericano sobre
planificación de sistemas de
abastecimiento y drenaje
11 al 15 de noviembre de 2013
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE SISTEMAS DE
ABASTECIMENTO DE ÁGUA PARA DIFERENTES
PRESSÕES DISPONÍVEIS NAS ENTRADAS DAS
EDIFICAÇÕES
Autores: Heber Pimentel Gomes
Juan Marcos Roig
Pedro L. Iglesias Rey
Nicolle de Belmont Sabino Rocha
Moisés Menezes Salvino
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Introdução
Sistema de abastecimento de água brasileiro (10 mca)
Sistema de abastecimento de água espanhol (25 mca)
Objetivo do trabalho
Objetivo: Estudo comparativo da eficiência energética
de sistemas de abastecimento de água para diferentes
pressões disponíveis nos pontos de entrada das
edificações.
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Metodologia
• Emprego do método determinístico de otimização para o
dimensionamento de redes de abastecimento:
LenhsNet
Condição
de
contorno
Processo
de cálculo
iterativo
Diâmetros
ótimos
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Metodologia
Rede hipotética e sua modelagem hidráulica no EPANET e dimensionamento otimizado no Lenhsnet
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Metodologia
Sistemas de abastecimento de água com pressões mínimas:
• 10 mca (Brasil)
• 25 mca (Espanha)
Cidade hipotética composta por:
• 52 das edificações com 2 andares
• 38 das edificações com 5 andares
• 42 das edificações com 20 andares
Consumo per capta admitido: 200 l/hab.dia
Número de apartamentos por andar: 5 apartamentos
Número de habitantes por apartamento: 5 habitantes
Vazão de projeto: 115,86 l/s
Rendimento conjunto motor bomba: 75%
Tempo de projeto: 20 anos
Tarifa de energia: 0,32 R$/KWh
Taxa de juros anual: 12%
Taxa de energia: 6%
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Metodologia
Tabela de Tubos adotada para o
dimensionamento da rede coletiva
Tabela de Tubos adotada para o
dimensionamento das edificações
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Metodologia
•
Nas edificações abastecidas pelo sistema com pressões mínimas na rede
coletiva de 10 mca, os edifícios de 5 e 20 andares possuem um
reservatório enterrado para armazenar a água para, posteriormente, ser
bombeada para outro reservatório elevado. Deste último, a água é
conduzida por gravidade para os consumidores finais.
Modelo da Edificação com 5 andares
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Metodologia
Modelo da Edificação com 20 andares
• Nas edificações
abastecidas
pelo sistema com pressões
mínimas na rede de 25 mca
(Espanhol), os edifícios de 20
andares possuem um sistema
de impulsão (Booster).
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Metodologia
•
Para fins quantitativos foi gerada uma variação da demanda de água nos nós.
Padrão de Consumo
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Metodologia
•
Os sistemas em estudo apresentarão diferença no número de horas de
bombeamento, onde, no sistema de bombeamento direto será de 24 horas/dia e no
que é alimentado por reservatório será de 21 horas/dia. Essa diferença acontece
porque em um dos casos o sistema de bombeamento será desligado no período de
horário de ponta.
Padrão de custo da tarifa de energia
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Resultados
• Rede de distribuição do sistema com pressões mínimas
de 25 mca (Espanha) resultou nos seguintes valores:
Pressão Mínima: 25 mca
Pressão Máxima: 26,28 mca
Velocidade Máxima: 0,95 m/s
Altura Manométrica do Bombeamento: 29,52 m
Custo de Implantação: R$ 1.383.147,60
Custo Energético: R$ 1.386.219,52
Custo Total: R$ 2.769.367,12
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Resultados
• Rede de distribuição do sistema com pressões mínimas de 10
mca (Brasil), onde há a intermediação de erservatório
domiciliar, com desligamento do sistema de bombeamento no
horário de ponta, resultou nos seguintes valores:
Pressão Mínima: 10 mca
Pressão Máxima: 11,28 mca
Velocidade Máxima: 1,09 m/s
Altura Manométrica do Bombeamento: 17,09 m
Custo de Implantação: R$ 1.099.753,50
Custo Energético: R$ 702.302,62
Custo Total: R$ 1.802.056,12
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Resultados
• Para análise da composição energética das edificações para o
sistema de abastecimento com pressão de 10 mca, com parada de
bombeamento no horário de ponta, foram simuladas as edificações
de 5 e 20 andares.
13
Resultados
14
Resultados
• Para análise energética das edificações para o sistema com
pressão mínima de 25 mca com bombeamento direto
(Espanha), foi simulada a edificação de 20 andares.
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Resultados
Descrição
Brasil
Espanha
Custos Energéticos (R$)
Rede Coletiva
702.302,62
1.386.219,52
Edificações de 5 andares
116.837,18
0
Edificações de 20 andares
1.983.362,66
632.508,04
Sub-Total
2.802.502,46
2.018.727,56
Custos de Implantação (R$)
Rede Coletiva
1.099.753,50
1.383.147,60
Total
3.902.255,96
3.401.875,16
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Conclusões
• O modelo de abastecimento espanhol obteve o menor custo energético.
• O custo total (investimento + energia) do sistema brasileiro, para este estudo,
foi 14,7% mais caro que o espanhol.
• O sistema brasileiro permite uma regularização da vazão abastecida,
permitindo falta de água na rede coletiva.
• O sistema brasileiro pode comprometer a qualidade da água se armazená-la
por muito tempo.
• O sistema espanhol, por trabalhar com pressões superiores a 25 mca,
aumenta sigificativamente as perdas reais.
• Recomenda-se, para trabalhos futuros, uma variação tanto da topografia da
rede como, também, do número de edificações, ou, ainda, aplicar essa
análise em redes reais.
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Obrigado!
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