Regulação da pressão em uma rede de distribuição de água usando bombas como turbinas em velocidades variáveis com aproveitamento energético

Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) podem ser consideradas uma solução técnica e econômica para controlar as pressões nas Redes de Distribuição de Água (RDAs) em substituição às Válvulas Redutoras de Pressão (VRPs). Seu uso requer uma compreensão precisa da operação sob várias condições hidráulicas em uma RDA (off-design). Caso contrário, a eficiência da máquina é reduzida, impossibilitando a regulação da pressão e recuperando pouca energia. Este estudo apresenta uma metodologia que detalha a regulação de pressão em uma rede municipal com o emprego de BFTs. A avaliação das pressões na RDA é feita para três cenários (C1 – VRPs operando 24h; C2 – BFT operando 18h e VRP operando 6h; e C3 – BFTs operando 24h). A seleção e a operação off-design da bomba é realizada a partir da utilização de dois modelos da literatura. As máquinas são simuladas em velocidades variáveis para substituir as válvulas. A redução de vazamentos nos três cenários é estimada. Em todos os cenários, houve o controle efetivo da pressão; em C2 e C3, as BFTs regulam a pressão da RDA como se fosse uma VRP e segundo a legislação Brasileira vigente. No C2, as melhores eficiências (0,674 a 0,675) e potência (4,27 kW) ocorrem quando as vazões são altas e as velocidades são reduzidas (2.500 rpm às 11h e 3.000 rpm às 18h). O C3 se comportou da mesma maneira, produzindo uma potência média de 3,70 kW. Assim, a pressão de saída da bomba e em toda a rede são reguladas, reduzindo quantidade significativa de vazamentos. Com isso, no C2 a BFT recupera 28.038,00 kWh/ano e no C3 32.392,00 kWh/ano. Portanto, o C3 apresentou os melhores resultados, primeiro do ponto de vista hidráulico, em seguida, do energético.