ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
VIII - 003
REDUÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA EM ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS DE ÁGUA E ESGOTO
Milton Tomoyuki Tsutiya(1)
Coordenador de Pesquisa da Superintendência de Pesquisa e
Desenvolvimento Tecnológico da SABESP. Engenheiro Civil pela Escola
Politécnica da USP, 1975. Mestre em Engenharia pela Escola Politécnica
da USP, 1983. Doutor em Engenharia pela Escola Politécnica da USP,
1989. Professor do Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da
Escola Politécnica da USP.
Endereço(1): Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo SABESP - Rua Costa Carvalho, 300 - Pinheiros - São Paulo - SP - CEP:
05488-090 - Brasil - Tel: (011) 3030-4265 - Fax: (011) 8138911 - e-mail:
[email protected].
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais aspectos relativos à redução do custo de energia elétrica
em estações elevatórias de sistemas de abastecimento de água e de esgotos sanitários.
Abrange desde soluções simples de fácil implantação, muitas vezes, sem necessidade de estudo
ou investimento, até as mais complexas, que levam a uma diminuição dos custos através da
redução de consumo de energia.
Compreende, também, aspectos referentes à redução do custo pela alteração do sistema
operacional das elevatórias e, por fim, apresenta as conclusões do trabalho.
PALAVRAS -CHAVE: Redução de Custo de Energia Elétrica, Estação Elevatória, Energia
Elétrica em Elevatória.
INTRODUÇÃO
Para a SABESP, em 1977, o custo de energia elétrica representava 4% do orçamento de
despesas. Embora a utilização de energia elétrica para o fornecimento de 1 m3 de água tenha se
mantido na ordem de 0,6 kWh, as despesas em 1995, aumentaram para 8%, transformando o
custo de energia elétrica no terceiro item mais importante do orçamento. As instalações
administrativas representam 2% do custo total de energia elétrica e as instalações operacionais
de água e esgoto 98%. Estima -se que, atualmente 93% do custo são devidos às estações
elevatórias de água.
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A retirada gradativa do subsídio que era concedido nas tarifas de energia elétrica para os
serviços públicos de abastecimento de água e disposição de esgotos, o aumento das tarifas
dessa energia acima dos índices inflacionários e a cobrança do ICMS – Imposto sobre
Operações relativas à Circulação de Mercadorias e sobre Prestação de Serviços de Transporte
Interestadual e Intermunicipal e de Comunicações, foram as principais causas para o aumento
de despesas de energia elétrica.
Diante da perspectiva de crise no suprimento de energia elétrica no Brasil prevista na década de
80, foram criadas políticas visando o uso racional de energia, em nível estadual, a Agência para
Aplicação de Energia em 1983, e a nível federal, o Programa Nacional de Conservação de
Energia Elétrica em 1985. Também, na SABESP, foram criadas programas para a redução de
custo de energia elétrica, de 1983 a 1987 o Programa Operacional para Redução de Despesas
com Energia Elétrica, em 1992 o grupo de trabalho sobre Redução de Despesas de Energia
Elétrica, e a partir de 1993 a criação do CIRE – Comissão Interna de Racionalização do Uso
de Energia e CICE – Comissão Interna para Conservação de Energia, onde o autor teve
participação nesses grupos, de 1983 a 1995.
OBJETIVOS
Este trabalho tem como objetivo apresentar um estudo visando a redução do custo de energia
elétrica em estações elevatórias de água e de esgotos.
Embora o estudo da redução do custo de energia elétrica em estações elevatórias deva ser feito
caso a caso, portanto, levando em conta as características de cada sistema, encontram-se aqui
os principais fatores a serem considerados na diminuição das despesas de energia elétrica. Além
das soluções simples, de fácil implantação, muitas vezes sem necessidade de estudo ou
investimento, são apresentados até as mais complexas, que levam à redução de custos através
da redução de consumo, havendo neste caso, a necessidade de estudos, análises e muitas vezes
de altos investimentos.
METODOLOGIA
Na elaboração deste trabalho adotou-se a seguinte metodologia.
? Revisão bibliográfica
Foi realizada uma ampla pesquisa bibliográfica, em todos os itens do trabalho.
? Levantamento de dados
O levantamento dos custos de construção civil de elevatórias, teve como base, dados obtidos
na SABESP; os custos de assentamento das tubulações foram baseados em preços e critérios
de medição de obras da SABESP e nas características médias dos tipos de solos obtidos em
projetos da Região Metropolitana de São Paulo.
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Todas a tarifas de energia adotadas nos cálculos, foram obtidos das Portarias do DNAEE.
Para obtenção do preço das tubulações novas de ferro dúctil foi consultado o fabricante
(Barbará). Quanto às tubulações de aço, foram utilizados os dados fornecidos pela SABESP, o
mesmo ocorrendo com os custos do revestimento ïn situ” de tubos antigos.
Os valores do fator de potência, antes e após a instalação do banco de capacitores, foram
levantados em 12 elevatórias pertencentes à SABESP localizados na Região Metropolitana de
São Paulo.
Os resultados da diminuição de rugosidade das tubulações através de limpeza efetuada pelos
equipamentos, em adutoras da SABESP, foram colhidos em inspeções de campo e medições
de perdas de carga antes e após as limpezas.
Foram utilizados dados do Setor Pirajussara e Lapa, ambos pertencentes à Região
Metropolitana de São Paulo, e também, dados do sistema de abastecimento de água da cidade
de Lins, interior do Estado de São Paulo.
REDUÇÃO DE CUSTO SEM DIMINUIÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA
ELÉTRICA
Redução de Custo sem Investimento
São situações que independem de investimento em novas instalações ou equipamentos e que
são solucionados através de correspondência encaminhada às concessionárias. Devido sua
simplicidade é a mais utilizada.
Classificação
Consiste na verificação da classe em que se enquadra a instalação, pois as instalações
classificadas como de água, esgoto e saneame nto, gozam do desconto de 15% na tarifa.
Regularização da Demanda Contratada
Consiste na adequação das demandas contratada e registrada, a fim de se evitar pagamento de
uma demanda não utilizada, ou ainda, no caso de tarifação horo-sazonal, da demanda de
ultrapassagem.
Alteração da Estrutura Tarifária
O conhecimento detalhado das características do sistema tarifário constitui, de imediato, umas
das mais importantes alternativas a ser estudada, visando a redução nos custos de energia
elétrica, pois é necessário verificar se a forma de cobrança da energia elétrica de uma
determinada instalação é a mais adequada.
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Desativação
Trata-se do corte de ligação, uma vez que não esteja sendo utilizada, ou permaneça desativada
por período superior a seis meses. Apesar de não haver consumo de energia ativa, paga -se o
consumo mínimo em baixa tensão e, no caso de alta tensão, a demanda contratada.
Erro de Leitura
É detectado a partir da conferência dos dados da conta de energia elétrica com os dados de
campo das instalações. São erros comuns nas leituras de demanda, energia ativa, energia reativa
e data de leitura. Em qualquer destes casos o erro poderá representar prejuízos irrecuperáveis.
Redução do Custo com Investimento
Depende de recursos investidos em equipamentos e instalações, após a realização de pequenos
estudos. Como se trata de investimentos não muito elevados, são também bastante utilizados
para a redução de custos.
Correção do Fator de Potência
O fator de potência não influi diretamente na energia elétrica paga nas contas mensais, isso
porque os medidores de energia medem apenas a potência absorvida e não a potência
aparente. Entretanto nos motores em que o fator de potência é baixo, as correntes são maiores,
aumentando as perdas na instalação, e em consequência, as concessionárias cobram uma
sobretaxa pela energia elétrica para fator de potência abaixo de 0,92, resultando num aumento
das contas mensais.
As principais causas do baixo fator de potência são:
? Motores operando em vazio
Os motores elétricos consomem praticamente a mesma quantidade de energia reativa necessária
à manutenção do campo magnético, operando em vazio ou a plena carga. Entretanto, o mesmo
não acontece com a energia ativa, que é diretamente proporcional à carga mecânica aplicada no
eixo do motor. Assim, quanto maior a carga, maior será a energia ativa consumida e quanto
menor a carga mecânica aplicada, menor a energia ativa consumida, consequentemente, menor
o fator de potência.
? Motores superdimensionados
Geralmente os motores superdimensionados resultam de um projeto inadequado ou, no caso de
uma instalação existente, é muito comum o costume da substituição de um motor por outro de
maior potência quando da manutenção para reparos dos motores; por acomodação, a
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substituição transitória passa a ser permanente, não se levando em conta que o
superdimensionamento provocará baixo fator de potência.
? Transformadores operando em vazio
De forma análoga aos motores, os transformadores operando em vazio consomem quantidade
de energia reativa relativamente grande quando comparada com a energia ativa, provocando
baixo fator de potência.
? Transformadores superdimensionados
É o caso particular da utilização de transformadores de grande potência para alimentar
pequenas cargas durante longos períodos.
? Nível de tensão acima da nominal
Quanto maior for a tensão aplicada aos motores de indução além da nominal, maior será a
quantidade de energia reativa consumida e, portanto, menor será o fator de potência.
? Grande quantidade de motores de pequena potência.
A utilização simultânea de muitos motores de pequena potência, provoca baixo fator de
potência, uma vez que o dimensionamento correto dos mesmos às neles acopladas é difícil,
ocorrendo com frequência o superdimensionamento.
Os capacitores para a correção do fator de potência tem sido utilizado com sucesso pela
SABESP. O resultado desse levantamento realizado em algumas instalações da Região
Metropolitana de São Paulo (RMSP) é apresentado na Tabela 1.
Tabela 1: Correção do Fator de Potência de Estações Elevatórias da RMSP.
INSTALAÇÃO
EEA Rio Grande
EEA Consolação
EEA Mauá
Booster Batistini
EEA Santa Etelvina
EEA Jardim Arpoador
Booster Vila Jaguara
EEA Capão Redondo
EEA Vila Mascote
EEA Vila América
EEA V. Brasilândia
Booster Arthur Alvim
D EMANDA
CONTRATADA
( kW )
7.900
2.700
2.117
230
900
770
3.600
830
1.600
850
2.300
400
FATOR D E POTÊNCIA
A NTES
(%)
0,86
0,86
0,84
0,78
0,87
0,86
0,84
0,85
0,89
0,87
0,91
0,83
FATOR DE POTÊNCIA
DEPOIS
(%)
0,93
0,94
0,92
0,92
0,92
0,95
0,92
0,96
0,94
0,96
0,94
0,93
Alteração da Tensão de Alimentação
Consiste na modificação do padrão de entrada de energia elétrica, de baixa para alta tensão.
O consumo com tarifa em alta tensão geralmente é mais econômico que em baixa tensão.
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No entanto, essa alteração só se torna possível, se for construída entrada de energia elétrica
para alimentação em alta tensão.
Estudos elaborados em 10 unidades de bombeamento da SABESP considerando a alteração
da tensão de baixa para alta tensão, indicaram os seguintes resultados: redução do custo mensal
da ordem de 50%; maior confiabilidade no fornecimento de energia elétrica; amortização de
investimento a médio prazo e possibilidade de aplicação nas instalações até uma demanda de
225 kW.
Melhoria do Fator de Carga
Dentre os vários índices que podem ser utilizados como indicativos da racionalidade do uso da
energia elétrica, destaca-se o fator de carga que, no caso de elevatórias, serve para verificar o
nível de utilização dos conjuntos motor-bomba. O fator de carga é a relação entre a potência
média solicitada pela instalação e a demanda de potência máxima ocorrida em um determinado
período de tempo, ou seja:
FC =
E
730. D
(1)
onde:
FC = fator de carga mensal;
E = energia média no mês;
D = demanda de potência máxima no mês.
Para os consumidores do Grupo A, o preço da energia consumida varia com o fator de carga, e
a equação 2 relaciona o custo da energia elétrica (R$), a tarifa de demanda (R$), a tarifa de
consumo (R$/kWh), o consumo medido (kWh) e o fator de carga (FC)
C
Td
?
? Tc
E 730.FC
(2)
A melhoria do fator de carga é uma da alternativas para a diminuição do custo de energia,
conforme se observa na equação 2. Para aumentar o fator de carga é de fundamental
importância estabelecer as etapas de implantação dos equipamentos de bombeamento, de
modo que, se possível cada etapa seja de cinco e cinco anos e ao longo desse período os
conjuntos motor-bomba tenham um índice de utilização mínima de 14 horas/dia (FC = 0,6).
REDUÇÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA
ELÉTRICA
O custo do consumo de energia elétrica é o produto da energia consumida em kWh pela tarifa
do kWh. Para diminuir os custos de energia é necessário reduzir a altura manométrica ou o
volume da água bombeada, ou aumentar a eficiência dos conjuntos motor-bomba.
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Redução na Altura Manométrica
A altura manométrica é composta pela altura geométrica e pelas perdas de carga.
Altura Geométrica
A altura geométrica é o desnível geométrico entre o nível do líquido na extremidade da
tubulação de recalque e o nível do líquido no poço de sucção. Desde que o sistema seja bem
projetado, dificilmente se consegue qualquer diminuição na altura geométrica.
Para bombeamento através de “booster”, quando a água é recalcada diretamente para a rede
de distribuição, recomenda-se para a pressão dinâmica mínima, o valor de 15 m H2O e, para a
pressão estática máxima, 50 m H2O.
Perdas de Carga
As perdas de carga distribuídas um uma tubulação dependem do coeficiente de atrito,
comprimento, velocidade e do diâmetro.
Redução das Perdas de Carga pela Escolha adequada do Diâmetro de
Recalque
A escolha do diâmetro econômico é de fundamental importância para o cálculo das perdas de
carga. Atualmente a velocidade econômica em tubulações de recalque tem variado de 1,0 a 2,0
m/s, com valor médio de 1,5 m/s. Esses valores são resultado de dados coletados na SABESP
em vários estudos econômicos recentemente realizados.
Tendo em vista que, as tarifas de energia elétrica tem aumentado acima dos índices
inflacionários, este trabalho propõe que no estudo econômico seja considerado, a tarifa de
energia elétrica variando ao longo do tempo.
Considerando que, no critério usual a velocidade econômica é de 1,5 m/s, e para a nova
situação, se a velocidade adotada for de 1,0 m/s, haverá um aumento no diâmetro da linha de
recalque, da ordem de 22%, e uma redução nas perdas de carga de 64%, diminuindo,
portanto, consideravelmente o consumo de energia elétrica.
Cabe observar que, em alguns países como os Estados Unidos e Portugal, por exemplo, a
velocidade econômica é da ordem de 1,0 m/s.
Redução das Perdas de Carga pela Limpeza ou Revestimento da Tubulação
de Recalque
A formação de incrustações na superfície interna da tubulação é determinada por diversos
fatores como alcalinidade, dureza, presença de sólidos em suspensão, temperatura, velocidade
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da água e estado da superfície interna dos tubos. Esses fenômenos geram aumento na
rugosidade das tubulações, ocasionando redução na capacidade de escoamento, aumento da
perda de carga e acréscimo no consumo de energia elétrica.
Para aumentar a capacidade de adução pode-se adotar uma das seguintes medidas:
a) construção de uma nova adutora ou de outra em paralelo;
b) aumento da capacidade de recalque pela substituição dos conjuntos elevatórios ou troca de
rotores das bombas;
c) instalação de “boosters”;
d) limpeza periódica das tubulações existentes para garantir que a capacidade das tubulações
não fique abaixo de determinado valor;
e) revestimento in situ das tubulações já assentadas, visando completa recuperação.
O revestimento in situ é utilizada para recuperar tubos de ferro dúctil sem revestimento com
problemas sérios de corrosão e incrustação. Trata-se de processo econômico, se comparado
com a troca da tubulação de grande diâmetro, por uma nova. É eficiente, porque devolve à
tubulação suas características de adução, visando o processo corrosivo.
O método mais adotado para a limpeza dos tubos, é o da passagem de equipamentos que
removem as incrustações através de raspagem. A escolha do tipo da peça para efetuar a
limpeza depende do material que caracteriza a tubulação e da incrustação existente. Nos tubos
metálicos revestidos, tubos de PVC, concreto e fibrocimento, utiliza -se a “polly-pig”
equipamento dotado com fita de material abrasivo, para não danificar a parte interna da
tubulação. No caso de tubos metálicos não revestidos emprega-se o “polly-pig” com escovas
de aço, ou, ainda o raspador de arraste hidráulico.
A utilização do “polly-pig” ou do raspador de arraste hidráulico tem a vantagem de
praticamente, não interromper a operação normal da adutora, devido ã rapidez de realização do
serviço de limpeza. Além disso, seu custo é bastante reduzido pois pode ser executado pelo
pessoal da própria empresa.
Para efeito de comparação, admitindo-se que o custo anual de consumo de energia elétrica seja
função apenas da variação do coeficiente de rugosidade, resulta nos valores que são
apresentados na Tabela 2. Nela se verifica que há um aumento sensível no custo da energia
elétrica, em função da variação do coeficiente de rugosidade. A manutenção de valores
elevados do coeficiente “C” (Hazen-Williams) em linhas de recalque é de fundamental
importância para a redução do custo de energia elétrica em uma elevatória.
Tabela 2: Aumento do custo anual de consumo de energia elétrica em função da
variação do coeficiente de rugosidade.
COEFICIENTE “C”
( HAZEN-WILLIAMS)
130
120
110
100
AUMENTO DE CUSTO
DE ENERGIA (%)
0
16
36
62
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90
80
70
60
50
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97
145
214
318
486
A variação da rugosidade de C=130 para C=100, aumenta o custo anual de consumo de
energia elétrica em cerca de 62%, havendo, portanto, a necessidade de se prever dispositivo
que possibilitem a introdução de equipamentos de limpeza nos tubos.
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Redução das Perdas de Carga pela Eliminação de Ar em Tubulações de
Recalque
O acúmulo de ar nas tubulações de conduto forçado restringe a secção de escoamento,
causando acréscimo de perda de carga e redução de sua capacidade. Outros problemas,
poderão ser ocasionados pelo aprisionamento de ar, como, emulsionamento da água,
dificuldades operacionais nos filtros, diminuição da eficiência das bombas, e corrosão das
tubulações.
O ar entra de várias maneiras em uma tubulação , como, por exemplo, no início, através do
poço de sucção de uma estação elevatória. A penetração pode ser causada pela liberação de
ar existente na água em razão de variação da temperatura e pressão e também, pelo enchimento
ou drenagem das linhas. Válvulas e bombas constituem, igualmente, pontos onde poderá haver
liberação do ar.
O ar pode ser retirado através dos processos de remoção hidráulica e remoção mecânica.
Vários pesquisadores examinaram a possibilidade de a tubulação transportar pequenas bolhas e
bolsões de ar sem que ocorra ressalto. Também estudaram as características hidráulicas a
jusante do ressalto para que haja carreamento de ar. Os resultados concluíram que a remoção
de ar em tubulações é obtido quando a velocidade média do escoamento é igual ou maior que
um certo valor mínimo, denominado velocidade crítica. Se a velocidade for menor que a
velocidade crítica deve-se promover a remoção mecânica de ar através da instalação de
ventosa
Redução das Perdas de Carga pela Disposição das Tubulações na
Elevatória
As tubulações de sucção e do barrilete devem ser dispostas de forma a diminuir as perdas de
carga. Deve-se evitar configurações que ocasionem várias singularidades, principalmente o
ângulo de 90o.
Redução do Volume de Água Bombeada
Esta medida implica de forma direta na diminuição dos custos de energia elétrica, uma vez que a
potência do conjunto elevatório será menor. Embora diversos fatores possam ser considerados
para a diminuição do volume de água, merecem destaque o controle de perdas de água e as
modificações nas características dos componentes das instalações hidráulicas prediais, para a
redução efetiva do volume de água de um sistema.
Aumento no Rendimento dos Conjuntos Motor-Bomba
Os motores elétricos são os principais acionadores das bombas que constituem as maiores
cargas de um sistema de abastecimento de água e de esgoto sanitário.
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Segundo estudos da Federal Energy Administration, dos Estados Unidos, de toda a energia
elétrica consumida naquele país, os motores elétricos utilizam 64%, sendo que o acionamento
de bombas consome 31%. Esse estudo indica que a principal fator para a redução do consumo
de energia é a melhoria no rendimento de motores de indução, com rotor em gaiola, com
potência variando de 1 a 125 HP.
Tanto o rendimento como o fator de potência são características fixadas no projeto dos
motores e seus valores variam dependendo do percentual de carga que o motor fornece em
relação a sua potência nominal. Os motores quando superdimensionados geralmente não
oferecem as melhores condições de fator de potência e rendimento o que também implica em
um custo de demanda maior que o necessário. Para reduzir os custos operacionais deve-se
selecionar motores cuja potência nominal se situa próxima das solicitações mais frequentes.
Para a diminuição no consumo e, consequentemente, no custo de energia elétrica, a utilização
de motores de alto rendimento deverá ser cuidadosamente estudada em elevatória de água e
esgoto, pois os mesmos, embora custem aproximadamente 30% mais que os motores padrão,
esse custo adicional pode ser amortizado em cerca de seis meses de uso contínuo.
Para as bombas, a faixa de rendimento mais adequado é quando a rotação específica situa-se
na faixa de 40 a 60. Para a rotação específica abaixo de 40, o rendimento diminui rapidamente.
Valores abaixo de 30 são raramente aceitos para bombeamento de água ou esgoto, exceto
quando as bombas são pequenas e a energia requerida é baixa.
REDUÇÃO DE CUSTO PELA ALTERAÇÃO DO SISTEMA OPERACIONAL
DAS ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
Modificação no Sistema Bombeamento-Reservação
A distribuição de água na maioria dos sistemas não pode ser feita somente por gravidade. Há
necessidade de utilização de estações elevatórias para recalcar água em reservatórios de
distribuição.
Normalmente, as bombas que recalcam água para os reservatórios são projetadas com
capacidade para atender a demanda máxima diária. Nestes casos, o bombeamento é contínuo
durante 24 horas/dia, de modo a manter o reservatório cheio ou com um nível pré-determinado.
Esse método operacional tem sido tradicionalmente utilizado em nosso país. No entanto, devido
ao aumento do custo de energia foram estudadas propostas de modificações no sistema
bombeamento-reservação.
Foram realizados estudos para o setor Pirajussara, do sistema de abastecimento de água da
Região Metropolitana de São Paulo, e para os sistemas de abastecimento de água de Palmeira
D’Oeste, Guarani D’Oeste, Três Fronteiras, Riolândia, Fernandópolis, Monte Aprazível, Nova
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Granada, Paulo de Faria e Jales, localizados no interior do Estado de São Paulo, cujas
conclusões são apresentadas nas Tabelas 3 e 4.
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Tabela 3: Comparação do custo de bombeamento utilizando a tarifa convencional e a
tarifa horo-sazonal verde.
COMUNIDADE
POTÊNCIA
Palmeira D’Oeste
Guarani D’Oeste
Três Fronteiras
Riolândia
118
75
76
65
CUSTO ANUAL
TARIFA CONVENCIONAL
(US$)
15.217
13.448
9.366
10.159
ECONOMIA ANUAL
TARIFA VERDE
(US$)
6.831
6.344
4.170
4.705
Tabela 4: Sistema de bombeamento-reservação fora do horário de ponta.
COMUNIDADE
Fernandópolis
Monte Aprasível
Nova Granada
Paulo de Faria
Jales
RESERVAÇÃO
N ECESSÁRIA
(m3)
600
500
300
100
300
CUSTO DE
RESERVAÇÃO
(US$)
15.000
11.000
8.800
6.800
8.800
ECONOMIA
POR ANO
(US$)
33.000
2.350
1.830
1.700
7.970
R ETORNO
(ANO)
0,5
4,6
4,8
4,0
1,1
Segundo os estudos realizados, é mais adequado a utilização da tarifa horo-sazonal verde, e o
sistema de bombeamento deve ser modificado, de modo que, no horário de ponta elétrico,
onde a tarifa é cerca de três vezes maior, o bombeamento deve ser interrompido. Entretanto,
para isso, é necessário aumento na capacidade de reservação, que poderá ser pago em um
período de seis meses a cinco anos, com a economia gerado pela interrupção do
bombeamento.
Utilização de Variadores de Rotação nos Conjuntos Motor-Bomba
Em um sistema de abastecimento, quando o bombeamento de água é dirigido diretamente ao
consumidor, torna-se necessário controlar a vazão em função da demanda.
Os principais métodos de controle de vazão são: controle de vazão por meio de manobras de
válvulas e controle de vazão por variação de rotação da bomba.
Esses métodos de controle foram aplicados ao Setor Lapa, do sistema de abastecimento de
água da Região Metropolitana de São Paulo, e no sistema de abastecimento de água da cidade
de Lins, interior do Estado de São Paulo.
Para o Setor Lapa o estudo conclui que, o controle com válvula no “by-pass” é o pior sistema
de controle de vazão pois consome cerca de 42% a mais de energia, que o variador de
frequência, e, 31% a mais que o controle com válvula à jusante. Dentre todos os métodos de
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controle, o mais econômico com relação ao consumo de energia elétrica é com o uso do
variador de frequência.
Para a pesquisa efetuada em Lins, foi constatado uma economia de 38% no consumo de
energia elétrica, quando se utiliza o variador de frequência, em relação ao bombeamento com
rotação constante. Um outro aspecto que deve ser considerado, consiste no fato de que, com o
uso do variador, as pressões na rede de distribuição permanecem praticamente constante, não
havendo grandes flutuações como acontece quando o bombeamento é feito com bombas de
rotação constante.
CONCLUSÕES
? O conhecimento das estrutura tarifária é essencial para uma redução do custo de energia
elétrica em obras sanitárias.
? Para instalações faturadas em alta tensão é mais econômico optar-se pela tarifas horosazonal azul ou verde, nos casos em que a instalação não funciona no horário de ponta.
Entretanto, se a instalação operar a plena carga no horário de ponta, é mais e adequado a
opção pela tarifa azul.
? Os conjuntos motor-bomba deverão ser selecionados para fator de carga igual ou superior a
0,6, e as etapas de implantação desses equipamentos reduzidas de dez para cinco anos.
? Para a escolha do diâmetro econômico da linha de recalque, este trabalho propõe que no
estudo do diâmetro econômico seja considerado, a tarifa de energia elétrica variando ao
longo do tempo.
? Deve-se evitar a utilização do conjunto motor-bomba no horário de ponta. Essa medida
operacional, de fácil implantação, reduz consideravelmente os custos de energia elétrica, e,
dependendo do fator de carga e do esquema operacional adotado, a economia nos custos
varia de 10 a 50%.
? Devem ser utilizados nos conjuntos motor-bomba os variadores de rotação para o controle
da vazão em sistemas onde o bombeamento de água é dirigido diretamente ao consumidor.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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