ESTUDO DO EFEITO DA RETENÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS EM GRADES SOBRE O
POTENCIAL ENERGÉTICO DE UMA PEQUENA CENTRAL HIDRELÉTRICA (PCH): O
CASO DA USINA LUIZ DIAS, ITAJUBÁ-MG
BARROS, R. M.
Eng. Civil, Doutora e Mestre pelo PPG-SHS/EESC/USP, Profa. Dra. - IRN/ UNIFEI, Av.BPS,1303,Itajubá-MG,CEP:37500-903,tel.:(35)36291224,[email protected].
OLIVEIRA, M. R.
Bióloga,especializando-se pelo CEMARH - IRN/UNIFEI, Av.BPS,1303,Itajubá-MG,CEP:37500-903,tel.:(35)36291224,[email protected]
TIAGO FILHO, G. L.
Eng. Mecânico, Doutor na área de Hidráulica pela USP e Mestre em Engenharia Mecânica na área de Máquinas de Fluxo pela UNIFEI, Diretor e Prof. Dr. - IRN/ UNIFEI, Av. BPS, 1303,
Itajubá-MG, CEP: 37500-903, tel.: (35) 36291454, fax: (35) 36291265, [email protected].
COSTA, H. S.
Eng. Civil, Doutora e Mestre pelo PPG-SHS/EESC/USP, Profa. Dra. - IRN/ UNIFEI, Av.BPS,1303,Itajubá-MG,CEP:37500-903,tel.:(35)36291224,[email protected].
ASPECTOS TÉCNICOS
•
Potência instalada: 2,43 MW
•
Reservatório de pedras argamassadas com duas
comportas ao fundo e dois vertedouros
•
Canal de adução em concreto armado : 80 m de
extensão, tem duas tubulações forçadas, em
aço carbono com diâmetro de 1,40m e 23m de
comprimento
•
Grupos geradores: três com potência de 810 kW
cada
•
Geradores: freqüência de 60 Hz, 720 rpm, 4000
V, fator de potência 0,9 e 900 kVA de potência
nominal cada um
•
Turbinas tipo Francis dupla, com eixo horizontal:
vazão de 3,75 m3/s, 28 m de queda e 720 rpm
•
Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIAS EM PEQUENAS
CENTRAIS HIDRELÉTRICAS (s/d):
Figura 3: a) Canal de adução da PCH Luiz Dias
(esquerda); b) PCH Luiz Dias (direita). Fonte:
CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIAS EM
PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS (s/d)
Figura 4: Grupos geradores na casa de
máquinas da PCH Luiz Dias.
Amostragem de RS coletados nas grades



•
•
•

Três meses (de 01/09 a 01/11/07) : coleta RS nas grades
Potência (kW)- quadro de controle do grupo gerador
medição do nível do canal (haste marcada de 5 em 5 cm) em três pontos:
1º - 1 metro antes da primeira grade (grade 1);
2º - 0,5 metro após da grade 1;
3º - 1 metro antes da grade 2.
Média e desvio-padrão
Composição gravimétrica (RS):
entre 05 e 12/07/07 e entre 15 e 25 /10/07:
predomínio de matéria orgânica (salvo duas
garrafas tipo PET, em 10/10/07)
avaliação do peso dos RS em 26/10/07:
acondicionados em 5 sacos - balança manual
técnica de quarteamento, CETESB (1990
apud D’Almeida & Vilhena, 2000)
Paradas operacionais da PCH Luis Dias
Figura 5: RS retidos na grade do canal
de adução da PCH Luiz Dias.
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
•
Cálculo da perda de carga (Equação 1);
H g  hm  h j
Onde: ΔHg é a perda de carga (m); níveis de água a montante (hm) e a jusante (hj) da
grade
H g
• Cálculo da altura líquida (%) (Equação 2);
hlíquida (%) 
•
•
24
(1)
(2)
Onde o valor do fator 24 refere-se à queda bruta da central.
Cálculo da energia diária perdida, em MWh (Equação 3):
 hllíquida



.
Pot
(
MW
)
aferida
 100
.24horas (3)

E perdida ( MWh )  
1000
Considerando o custo de R$ 138,00 por MWh, a perda (em R$), foi calculada
conforme a Equação (4).
Perda(R$)  E
(MWh / d ) 138,00
perdida
Onde o valor de R$ 138,00/MWh é o valor médio da tarifa da energia elétrica
comercializada no período.
(4)
Resultados
TABELA 1: Valores de média e desvio-padrão para quantidade de RS coletados nas
grades, e potência no grupo gerador.
Período
/ Primeiro mês(1)
Parâmetro
Média
Desviopadrão
Potência
404,93 357,84
(kW)
Quantidade
de Resíduos
Sólidos (kg)
8,89
8,34
na segunda
grade 1(2)
Quantidade
de Resíduos
Sólidos (kg)
5,08
4,64
na primeira
grade 2(1)
(1)
Segundo mês(2)
Média
Desviopadrão
Terceiro mês(3)
Média
Desviopadrão
562,11
264,41
503,09
265,74
15,50
7,70
11,73
7,27
11,82
7,03
7,43
4,99
Plástico: 0,82%
(2)
Nota: Usina Luiz Dias com parada de 18/08/2007 a 28/08/2007; Usina Luiz
(3)
Dias com parada em 07/09/2007 e 24/09/2007; e Usina Luiz Dias com parada
em 05/10/2007 e 10/10/2007 a 12/10/2007.
• Picos das Perdas diárias na energia gerada: 210 kWh em agosto, de
137 kWh, em setembro e 184 kWh em outubro de 2007.
Resultados
• Perdas financeiras: valor acumulado de R$ 84,95 em agosto, de R$
260,51 em setembro e R$ 405,34 em outubro
30,00
Corresponde
a uma perda
de energia
de 2,94 MWh
20,00
15,00
10,00
5,00
Tempo (dd/mm/ano)
FIGURA 6: Perda financeira decorrente de RS retidos nas grades
sobre a eficiência energética, em agosto de 2007.
22/10/2007
15/10/2007
8/10/2007
1/10/2007
24/9/2007
17/9/2007
10/9/2007
3/9/2007
27/8/2007
20/8/2007
13/8/2007
0,00
6/8/2007
Perda (R$)
25,00
Conclusões
• Predominância de material orgânico na composição gravimétrica: bairro
rural a montante
• RS retidos na grade 1 foram responsáveis pela perda de R$ 405,34 na
geração de energia elétrica
• Corresponde a uma perda de energia de 2,94 MWh
• Sugestão: estudo abarcando um período maior, visando à análise de
variação do comportamento da população
AGRADECIMENTOS
Ao Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas
(CERPCH), ao Eng. Ângelo Stano Júnior e ao Eng. Carlos Adriano Rosa.
À Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG), cuja parceria estabelecida
com a Unifei que tem permitido o desenvolvimento de trabalhos de cunhos
científicos, tecnológicos, educacional e social em Itajubá e região.
Obrigado!!!!
Referências Bibliográficas
•
•
CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIAS EM PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS. Pequena
Central Hidrelétrica Luiz Dias: Um centro de história e pesquisa em energia, recursos
hídricos e meio ambiente. Disponível em: http://www.cerpch.unifei.edu.br/luiz_dias.htm.
Acesso em 09 de out de 2007.
PARQUE DE ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS PARA O DESENVOLVIMENTO AUTOSUSTENTÁVEL. PAEDA – Paisagens. Disponível
em:http://www.paeda.unifei.edu.br/fotos/2006/paisagens/paisagens.htm. Acesso em 09
de out de 2007.
Esta apresentação estará disponível para download, a
partir do dia 28/04/08,
no site:
www.cbdb.org.br/vispmch