O IMPACTO DA INFESTAÇÃO
DO MEXILHÃO DOURADO EM UMA
INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO
Carlos Barreira Martinez
Márcio Figueiredo de Resende
Cláudia Gonçalves Marques Simeão
Universidade Federal de Minas Gerais - Brasil
O Mexilhão Dourado (Limnoperna fortunei):
 Espécie de molusco, nativa do Sudeste Asiático;
 Primeira ocorrência na América do Sul em 1991
(DARRIGRAN, 1993):
• Bacia do rio da Prata;
• Trazida na água de lastro de grandes embarcações;
• Tem se reproduzido e disseminado aceleradamente.
O Mexilhão Dourado (Limnoperna fortunei):
 Ampla resistência à variedade de fatores ambientais;
 Rápida maturação sexual, ciclo reprodutivo relativamente
rápido e forte capacidade de dispersão;
 Indivíduos crescem lado a lado ou uns sobre os outros,
formando camadas;
 Densidades que chegam a superar
100.000 hab/m².
Mexilhões sobre vegetação
submersa
Autor: Rodrigo De Filippo
Detalhe de colônia de
mexilhões extraída de
tubulação
Fonte: Arquivo FURNAS
Detalhe de colônia de
mexilhões
Fonte: Diário Popular - RS
2000
Chega ao Pantanal e à
UHE Salto Grande
Surge
no
rio
Paraguai, no Porto
de Assunção
Chega aos reservatórios de
UHE’s no Estado de SP
Rio Paraguai
1998
2004
1996
Coletas mais numerosas
no rio Paraná. É comum o
macrofouling em sistemas
de adução do cordão
Industrial do Paraná
1995
Surge no rio Paraná.
Novos casos de
macrofouling
1994
1999
La Plata - 1.º caso
de macrofouling
1.ª ocorrência no
Brasil – Guaíba/RS
1991
1993
Punta Piedras até
Punta Lara
Chegada à bacia
do rio de La Plata
Cronologia da invasão
2004
2000
2003
UHE Salto Grande
UHE Ilha Solteira
UHE São Simão
Sob Risco
UHE Itumbiara e
UHE Cachoeira Dourada
2002
Sob Risco
Rio Paraguai
UHE Porto Primavera
UHE Volta Grande
Sob Risco
UHE Água Vermelha
2005
UHE Três Irmãos
2003
UHE Jupiá
2001
UHE Itaipu
1991
Chegada à bacia
do rio de La Plata
Presença nas UHE’s brasileiras
O efeito de macrofouling:
Não se dispõe de valores de referência na bibliografia
especializada para essa condição de operação
Até o momento a arma principal encontrada contra o
Mexilhão Dourado ainda é a prevenção
Necessidade de obtenção de dados e
valores de referência para as perdas
carga em tubulações infestadas pelo
Limnoperna fortunei
Macrofouling em adutora de ferro fundido
Fonte: CORSAN – Barra do Ribeiro - RS
Macrofouling
Macrofouling em adutora de f.ºf.º
Fonte: CORSAN. Barra do Ribeiro - RS
Material e Métodos
 Simulação do escoamento em bancada de testes no
laboratório do CPH-UFMG, em diferentes cenários de
infestação :


0, 0,5 e 1,0 indivíduo/cm²
DN 2”, 21/2”, 3” e 4”
 Determinação das curvas de perda de carga;
 Estimativa do fator de atrito (f);
 Avaliação do impacto na adução de bombas estudo
de caso
A bancada de testes
A simulação da infestação
Curvas de Evolução da Perda de Carga
100
Legenda
1 ,0 i/c m ²
2"
P erd a d e C arg a U n itária - J (m /m )
10
2 1 /2 "
3"
4"
1
0 ,5 i/c m ²
2"
2 1 /2 "
0 ,1
3"
4"
0 i/c m ²
2"
0 ,0 1
2 1 /2 "
3"
0 ,0 0 1
0
5
10
15
V a z ã o - Q (L /s )
20
25
30
4"
Aumento da Perda de Carga em Relação ao Cenário Original
Relação entre Perdas de
Carga J1,0 i/cm² / J0 i/cm²
100
80
60
40
20
0
0
5
10
15
Vazão - Q (L/s)
20
2"
2”
25
21/2"
21/2”
30
3"
3”
4"
4”
Evolução do fator de atrito e da rugosidade relativa
10,000
10,0000000
1,00
1,000000
1,0000000
0,100000
0,0010000
0,0001000
Fator de Atrito (f)
0,010
0,10
0,001000
0,000100
0,0000100
0,000010
0,001
1.000
DN 2”
DN
0,0000010
0,01
0,0000001
10.000
100.000
21/2”
0,000001
10.000
1.000.000
100.000
Número de Reynolds
DN 2" (f - 0,5 i/cm²)
DN 2" (k/D - 1,0 i/cm²)
1,000
DN 2" (f - 0 i/cm²)
DN 2" (k/D - 0,5 i/cm²)
1.000.000
Número de Reynolds
DN 2" (f - 1,0 i/cm²)
DN 2" (k/D - 0 i/cm²)
DN 21/2" (f - 1,0 i/cm²)
DN 21/2" (k/D - 1,0 i/cm²)
10
1,00000
DN 21/2" (f - 0,5 i/cm²)
DN 21/2" (k/D - 0,5 i/cm²)
DN 21/2" (f - 0 i/cm²)
DN 21/2" (k/D - 0 i/cm²)
10
1
0,00100
0,010
0,1
0,01
0,1
0,001
0,0001
0,01
0,00001
0,00010
0,001
DN 3”
10.000
0,00001
100.000
1.000.000
0,001
0,000001
DN 4”
10000
0,0000001
100000
Número de Reynolds
1000000
Número de Reynolds
DN 4" (f - 1,0 i/cm²)
DN 4" (f - 0,5 i/cm²)
DN 4" (f - 0 i/cm²)
Rugosidade Relativa (k/D )
0,01000
1
Fator de Atrito (f )
Fator de Atrito (f )
0,100
Rugosidade Relativa (k/D)
0,10000
Rugosidade Relativa (k/D)
0,100
0,010000
Fator de Atrito (f )
0,0100000
Rugosidade Relativa (k/D )
0,1000000
Rugosidade Relativa (k/D )
Fator de Atrito (f )
1,000
Avaliação da perda de seção útil
S e m In fe s ta ç ã o
0 ,5 in d ./c m ²
1 ,0 in d ./c m ²
DN
DI
DI
D e q u iv
DI
D e q u iv
(p o l)
(c m )
(c m )
(p o l)
(c m )
(p o l)
4 ,1 4
3 ,2 5
1 /2
1 ,7 4
1 /2
5 ,4 1
4 ,2 8
2
3 ,1 7
1
3
6 ,6 6
6 ,1 9
e n tre 2
4
9 ,1 6
8 ,4 0
2
1 /2
1 /2
e 3
e n tre 3 e 4
4 ,1 2
4 ,8 3
10
8
Diâmetro Equivalente (cm)
2
1
6
4
0 i/cm²
0,5 i/cm²
2
1,0 i/cm²
0
DN 2"
DN 21/2"
DN 3"
DN 4"
1 /2
2
e n tre 2 e 2
1 /2
Variação do coeficiente de Hazen-Williams
0,5 indivíduo/cm²
200
Coeficiente C - Hazen Williams
180
160
140
120
100
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
DN 2"
DN 21/2"
DN 3"
DN 4"
Variação do coeficiente de Hazen-Williams
1,0 indivíduo/cm²
Coeficiente C - Hazen Williams
80
60
40
20
0
0,E+00
5,E+04
1,E+05
2,E+05
2,E+05
Número de Reynolds
3,E+05
DN 2"
3,E+05
DN 21/2"
DN 3"
4,E+05
DN 4"
Avaliação do impacto na adução de bombas - Estudo de caso
70 m
moto-bomba
Comprimento do recalque = 550 m
DN = 100 mm (4”)
Avaliação do impacto na adução de bombas - Estudo de caso
 h HW 
10 , 643 .Q
C
1 , 85
.d
1 , 85
4 , 87
.L
[ mca ]
P 
9 ,81 .Q .h

Custo = P.t.Tarifa [R$/m³]
[ kW ]
Custo Horário do Bombeamento
(R$/m³)
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0
5
10
15
20
Vazão (L/s)
C=200 (sem infestação)
C=180 (0,5 ind./cm²)
C=80 (1,0 ind./cm²)
25
Avaliação do impacto na adução de bombas - Estudo de caso
AlturaManométrica
Manométrica(mca)
(mca)
Altura
200
200
160
160
Redução de ~50%
R$0,288/m³.h
120
120
R$0,182/m³.h
80
80
40
40
R$0,174/m³.h
2
2
4
4
Curva da Bomba
6
6
8
8
10
10
C=80 (1,0 ind./cm²)
12
12
Vazão (L/s)
Vazão (L/s)
14
14
C=180 (0,5 ind./cm²)
16
16
18
18
20
20
22
22
C=200 (sem infestação)
Conclusões
Acréscimo no custo de manutenção (desobstrução e limpeza);
Aumento significativo no custo da água bombeada


Para i < 0,5 indivíduo/cm², o acréscimo de perda de carga é
pequeno e pode até mesmo passar despercebido
Para i > 1,0 indivíduo/cm², o sistema praticamente entra em
colapso, chegando quase ao limite de bombeamento
Perda de carga aumenta progressivamente, em níveis muitos superiores
àqueles para os quais os sistemas de bombeamento são usualmente
projetados
Poderá ocorrer efeito de cavitação na sucção
Assunto ainda pouco explorado, necessita de continuidade nos estudos.
IMPACTO DA INFESTAÇÃO DO MEXILHÃO DOURADO
EM UMA INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO
Carlos Barreira Martinez : [email protected]
Márcio Figueiredo de Resende : [email protected]
Cláudia Gonçalves Marques Simeão : [email protected]
Agradecimentos :