Resumo
Este trabalho tem por objetivo avaliar o potencial de microgeração e aproveitamento de energia elétrica através da instalação de uma microturbina em paralelo com válvulas redutoras de pressão (VRP) de redes de distribuição de água. Verificou-se que a microturbina tem capacidade de gerar energia elétrica a partir do fluxo de água em tubulações de água tratada e, desta forma, atender a demanda de energia de consumo dos dispositivos eletrônicos utilizados no monitoramento e controle da rede hidráulica. Essa tecnologia pode trazer inúmeros benefícios na melhoria dos serviços prestados a população pela possibilidade de instalação de equipamentos de monitoramento em tempo real melhorando a qualidade do sistema de abastecimento de água otimizado do ponto de vista energético e hidráulico.
Introdução
As crescentes inovações tecnológicas dos últimos anos, associadas as necessidades de equacionamento das questões econômicas e socioambientais impulsionam a busca por eficiência energética e novas formas de produção de energia que proporcionem melhoria dos serviços e a universalização do saneamento básico. Nesse contexto, tem crescido no meio técnico o conceito de aplicação de microgeração, que é a produção em pequena escala e próxima ao local de consumo como uma ferramenta imprescindível de uso racional de energia e auto sustentabilidade, com o objetivo de atingir a máxima eficiência energética das instalações com a melhor gestão de recursos e minimização de desperdícios.
As válvulas redutoras de pressão (VRPs) são dispositivos mecânicos instalados em pontos estratégicos da rede de distribuição de água, com o objetivo de gerar uma perda de carga localizada de forma a reduzir a pressão na rede a sua jusante. A redução de pressão nas redes de distribuição, através do uso de VRPs é uma das principais ações de combate às perdas reais, uma vez que a pressão da rede influencia o número e a vazão de vazamentos. No entanto, a energia dissipada por esse processo é totalmente dispersa sem qualquer aproveitamento energético. É importante ressaltar que quando há grande variação de vazão na tubulação há necessidade de modular a pressão à jusante da VRP ao longo das horas do dia, através da implementação de um equipamento eletrônico previamente programado denominado controlador de VRP. O controlador de VRP atua, através de válvulas solenoides, diretamente sobre o circuito hidráulico da cabeça da VRP. Sua função é ajustar a pressão a jusante, conforme a necessidade, podendo atuar com modulação por tempo, por vazão ou pela pressão do ponto crítico. Além de modular a pressão na saída da VRP, os controladores eletrônicos possuem canais para sensores de pressão a montante e a jusante da VRP e para monitoramento de vazão de rede. O monitoramento dos parâmetros hidráulicos gera dados que são armazenados pelo controlador de VRP em um datalogger interno. Controladores de VRP que possuem sistema de telemetria disponível transmitem os dados monitorados, e armazenados em seu datalogger, para aplicação de supervisão do próprio sistema. Instalados em poços de visita nos passeios ou na própria via, os controladores eletrônicos em geral não possuem energia de concessionária disponível e dependem de baterias para operarem normalmente. A vida útil das baterias não recarregáveis varia conforme a atuação de controle através de válvulas solenoides, bem como o monitoramento de parâmetros hidráulicos, e transmissão de dados. A fim de reduzir o consumo de energia da bateria e prolongar sua vida útil, os controladores de VRP são configurados para transmitir os dados monitorados em intervalos bastante espaçados, normalmente de seis em seis horas. Essa questão de ausência de recarregamento da bateria dos controladores de VRP é um dos principais entraves e um fator impeditivo ao monitoramento em tempo real.
É nesse contexto de limitação de energia das baterias que foram prospectadas alternativas de microgeração de energia com a capacidade de suprir a demanda de consumo energético dos controladores de VRP e da instrumentação associada. Além de permitir o monitoramento em tempo real, essa alternativa estudada de uso racional de energia local pelo aproveitamento da energia dissipada pelas VRP´s podem trazer inúmeros benefícios na melhoria de serviços prestados à população pela inserção de novos parâmetros de controle de qualidade de água e rapidez na intervenção quando necessária.
Autores: Anderson Augusto Serodio; Andrea Regina Venancio da Silva; Antonio Boalor Leite Ramos e Iara Regina Soares Chao.
