ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS

COMPONENTES E SUBCOMPONENTES DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

COMPONENTES E SUBCOMPONENTES DO COMPONENTES E SUBCOMPONENTES DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁÁGUAGUA

COMPONENTES DE UMA ESTAÇÃO ELEVATÓRIACOMPONENTES DE UMA ESTACOMPONENTES DE UMA ESTAÇÇÃO ELEVATÃO ELEVATÓÓRIARIA

• Equipamento eletro-mecânico– Bomba– Motor

• Tubulações– Sucção– Barrilete– Recalque

• Construção civil– Poço de sucção– Casa de bomba

CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBASCLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DAS BOMBASÃO DAS BOMBAS

Bombas cinéticas

Ar comprimidoCarneiro hidráulico

Centrífugas

Periféricas

Especiais

Bombas de deslocamento

positivo

PistãoÊmboloDiafragma

Alternativas

Rotativas

PalhetaPistãoElemento flexívelParafuso

Fluxo radialFluxo mistoFluxo axial

Estágio únicoEstágios múltiplosEjetor

EngrenagemRotor lobularPistão oscilatórioParafuso

RotorSimples

Rotormúltiplo

PRINCIPAIS COMPONENTES DAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

PRINCIPAIS COMPONENTES DAS PRINCIPAIS COMPONENTES DAS BOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS

Corte de uma bomba centrífuga horizontal de simples estágio

• Carcaça• Rotor• Vedação• Mancal

Corte de uma bomba centrífuga de simples estágio com rotor de dupla sucção

BOMBAS CENTRÍFUGAS – CARCAÇABOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGAS FUGAS –– CARCACARCAÇÇAA

Quanto ao formato

Bomba centrífuga com carcaça tipo voluta com rotor radial fechado de sucção simples

Quanto a partição

Bomba centrífuga bipartida axialmente com rotor radial de dupla sucção

BOMBAS CENTRÍFUGAS – ROTORBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGAS FUGAS –– ROTORROTOR

• Quanto à admissão de líquido– Rotor de simples sucção– Rotor de dupla sucção

• Quanto às paredes– Rotor aberto– Rotor semi-aberto– Rotor fechado

• Quanto à direção de saída do líquido– Rotor de fluxo axial– Rotor de fluxo radial– Rotor de fluxo misto

TIPOS DE ROTOR

Fechado

Semiaberto

Aberto

BOMBAS CENTRÍFUGAS – VEDAÇÃOBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGAS FUGAS –– VEDAVEDAÇÇÃOÃO

Com gaxeta Com selo mecânico

BOMBAS CENTRÍFUGASBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS

Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor

Bombas de fluxo radial Bomba de fluxo axial Bombas de fluxo misto


Classificação em função da rotação específica (Nq)

onde: N = rotação da bomba, rpmQ = vazão, m3/sH = altura manométrica, m

q 34

N QNH

=

Formas do rotor e rendimento da bomba em função da rotação específica


Classificação de acordo com a disposição do conjunto motor-bomba

• Conjunto de eixo horizontal

• Conjunto de eixo vertical (bombas não submersas e bombas submersas)

• Conjunto motor-bomba submerso

INSTALAÇÃO DAS BOMBAS CENTRÍFUGASINSTALAINSTALAÇÇÃO DAS BOMBAS CENTRÃO DAS BOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS

Eixo horizontal de sucção simples

Bipartida com base única para bomba e motor

Vertical de eixo prolongado

MOTORES ELÉTRICOSMOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS

• Motor elétrico → equipamento destinada a transformar energia elétrica em energia mecânica

• Tipos de motores elétricos– Motor de corrente contínua– Motor de corrente alternada

Motor síncrono → rotação constante em função da freqüência e número de pólos

Motor de indução → rotação não coincide com a rotação síncronaMonofásicoTrifásico

s120fN

p=

onde: NS = rotação síncrona, rpm

f = freqüência, Hz

p = número de pólos

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICOMOTOR DE INDUMOTOR DE INDUÇÇÃO TRIFÃO TRIFÁÁSICOSICO

Tipos de motor de indução• Rotor em gaiola• Rotor bobinado

MÉTODOS DE COMANDO DE MOTORES DE INDUÇÃO

MMÉÉTODOS DE COMANDO DE TODOS DE COMANDO DE MOTORES DE INDUMOTORES DE INDUÇÇÃOÃO

• Partida direta• Partida estrela-triângulo• Partida eletrônica (soft-starter)

Comparação entre métodos de partida de motores elétricos

FORMAS DE FRENAGEM DE MOTORES ELÉTRICOS

FORMAS DE FRENAGEM DE MOTORES FORMAS DE FRENAGEM DE MOTORES ELELÉÉTRICOSTRICOS

• Frenagem por contra-corrente

• Frenagem por injeção de corrente contínua

CARACTERÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORES ELÉTRICOS

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE STICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS

• Potência do motor– Potência mecânica– Potência nominal– Potência admissível– Potência elétrica absorvida da rede

• Rendimento

mm

e

PP

η =

• Fator de potência

ativa

aparente

PFP cosP

= ϕ =



• Potência do motor– Motores de baixa tensão: 220 V, 380 V, 440 V– Motores de média tensão: 600V a 13.800 V

• ConjugadoCurvas de torque versus rotação do motor e da bomba



• Variação da rotação

• Limitação da corrente de partida

r s120f (1 s)N N (1 s)

p−

= = −

onde: Nr = rotação do motor, rpmNs = rotação síncrona, rpmf = freqüência, Hzp = número de póloss = escorregamento

soft-starter



Inversores de freqüência

– Corrente nominal– Tensão nominal– Geração de harmônicas

LOCALIZAÇÃO DA BOMBA EM RELAÇÃO AO NÍVEL DE ÁGUA

LOCALIZALOCALIZAÇÇÃO DA BOMBA EM RELAÃO DA BOMBA EM RELAÇÇÃO AO ÃO AO NNÍÍVEL DE VEL DE ÁÁGUAGUA

Bomba afogada

Bomba não afogada

BOMBAS CENTRÍFUGAS – ESQUEMA HIDRÁULICOBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGAS FUGAS

–– ESQUEMA HIDRESQUEMA HIDRÁÁULICOULICO

Bomba horizontal não afogada Bomba vertical afogada

Bomba horizontal afogada

CURVAS CARACTERÍSTICAS ESQUEMÁTICAS DE UMA BOMBA CENTRÍFUGA

CURVAS CARACTERCURVAS CARACTERÍÍSTICAS ESQUEMSTICAS ESQUEMÁÁTICAS DE TICAS DE UMA BOMBA CENTRUMA BOMBA CENTRÍÍFUGAFUGA

Curvas características de uma bomba centrífuga fornecida

pelo fabricante

CURVA CARACTERÍSTICA DO SISTEMA ELEVATÓRIOCURVA CARACTERCURVA CARACTERÍÍSTICA STICA DO SISTEMA ELEVATDO SISTEMA ELEVATÓÓRIORIO

RELAÇÕES CARACTERÍSTICAS NAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

RELARELAÇÇÕES CARACTERÕES CARACTERÍÍSTICAS STICAS NAS BOMBAS CENTRNAS BOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS

Variação da rotação da bomba

1 1

2 2

Q NQ N

=

21 1

2 2

H NH N

=

31 1

2 2

P NP N

=

Variação do diâmetro do rotor

1 1

2 2

Q DrQ Dr

=

21 1

2 2

H DrH Dr

=

31 1

2 2

P DrP Dr

=

Variação nas características da bomba pela variação da rotação

CAVITAÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS

Detalhes da erosão do rotor de uma bomba centrífuga

Erosão do rotor da bomba causado pela cavitação


vaporatmd

PPNPSH Hg,s Hs = − + −γ γ

Pressão de vapor da água em função da temperatura

T (°C) Pv/γ (m H2O) Observações

0 0,0622 0,0724 0,0836 0,0958 0,10910 0,12515 0,17420 0,23825 0,32330 0,43340 0,75250 1,25860 2,03180 4,827

100 10,332

T = temperatura Pv/γ = altura

equivalentede coluna de água

Pressão atmosférica em função da altitude

h (m)Patm/γ

(m H2O) Observações

0 10,33300 9,96600 9,59900 9,221200 8,881500 8,541800 8,202100 7,892400 7,582700 7,313000 7,03

h = altitude Patm/γ = altura de

coluna de água equivalente a

pressão atmosférica


Coeficiente de Thoma (σ)

• Bomba de fluxo radial, sucção simples

rNPSHH

σ =

σ = 12,2 x 10–4 (Nq)4/3

σ = 7,7 x 10–4 (Nq)4/3

σ = K(Nq)4/3

NPSH requerido (NPSHr)

• Bomba de fluxo misto, sucção dupla


NPSHd > NPSHr

Condições para o funcionamento da bomba sem cavitação


Efeitos da cavitação nas curvas características da bomba

OPERAÇÃO COM APENAS UMA BOMBAOPERAOPERAÇÇÃO COM APENAS UMA BOMBAÃO COM APENAS UMA BOMBA

OPERAÇÃO DE BOMBAS OPERAOPERAÇÇÃO DE BOMBAS ÃO DE BOMBAS

Operação com bombas em paralelo

Operação com bombas em série

Associação da curva da bomba com a curva característica do sistema para vários tipos de recalque

SELEÇÃO DE MOTORESSELESELEÇÇÃO DE MOTORESÃO DE MOTORES

• Aspectos técnicos• Aspectos econômicos

Curva característica do motor de indução em função da carga acionada

NÚMERO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOSNNÚÚMERO DE CONJUNTOS ELEVATMERO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS

• Pequena elevatória: 2 bombas (1 + 1 reserva)

• Média elevatória: 3 bombas (2 + 1 reserva)

• Grande elevatória: várias bombas

SISTEMA DE CONTROLE DE OPERAÇÃO DAS BOMBASSISTEMA DE CONTROLE DE OPERASISTEMA DE CONTROLE DE OPERAÇÇÃO DAS BOMBASÃO DAS BOMBAS

• Bóia

• Pneumáticos

• Elétricos

• Ultrassônicos

PAINEL DE COMANDO ELÉTRICOPAINEL DE COMANDO ELPAINEL DE COMANDO ELÉÉTRICOTRICO• Painel de comando elétrico → opera e supervisiona todo o sistema

de bombeamento

• Partes constituintes– Comando liga-desliga das bombas– Chave seletora automático-manual– Chave seletora de bombas– Alarme e sinalização de defeitos– Sinalização de operação– Indicador de corrente (amperímetro)– Indicador de tensão (voltímetro)– Relês auxiliares– Controle de rotação do motor– Supervisão do sistema

Vista frontal de um painel

PAINEL DE COMANDO ELÉTRICOPAINEL DE COMANDO ELPAINEL DE COMANDO ELÉÉTRICOTRICO

Vista interna de um painel Sala de painéis

PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DE RIAS DE ÁÁGUAGUA

• Próxima ao manancial• No meio do manancial• Junto ou próximas às estações de tratamento de água• Junto ou próximas aos reservatórios de distribuição

de água• Para reforço na adução ou na rede de distribuição de

água

Localização das estações elevatórias


• As dimensões do terreno deverão satisfazer às necessidades presentes e à expansão futura

• Baixo custo e facilidades de desapropriação do terreno• Disponibilidade de energia elétrica• Topografia da área• Sondagens do terreno• Facilidades de acesso• Estabilidade contra erosão• Menor desnível geométrico• Trajeto mais curto da tubulação de recalque• Mínimo remanejamento de interferências• Menor movimento de terra• Segurança contra assoreamento• Harmonização da obra com o ambiente circunvizinho

Condições físicas para a escolha do local

Alternativas de bombeamento para a rede de abastecimento de água


Vazões de projeto

• Concepção do sistema

• Período de projeto

• Etapas de implantação

• Regime de operação


Tipos de estações elevatórias

• Estação elevatória de água bruta

• Estação elevatória de água tratada


• Poço seco– Conjunto motor-bomba de eixo horizontal– Conjunto vertical de eixo prolongado, bomba não

submersa– Conjunto motor-bomba de eixo vertical, bomba não

submersa– Conjunto motor-bomba auto escorvante.

• Poço úmido– Conjunto vertical de eixo prolongado, bomba

submersa– Conjunto motor-bomba submerso.

• Estação pressurizadora ou “booster”– Podem ser utilizados vários tipos de conjuntos

motor-bomba.

Instalação dos conjuntos motor-bomba


Estação elevatória de poço seco com conjunto motor-bomba de eixo horizontal.


Estação elevatória de poço seco com conjunto motor-bomba de eixo horizontal.

Planta

Corte


Estação elevatória de poço úmido com conjunto vertical de eixo prolongado com bomba submersa.

PROJETO DE ESTAÇÕES

ELEVATÓRIAS DE ÁGUA

PROJETO DE PROJETO DE ESTAESTAÇÇÕES ÕES

ELEVATELEVATÓÓRIAS DE RIAS DE ÁÁGUAGUA

Estação elevatória de poço úmido com conjunto vertical de eixo prolongado com

bomba submersa.

PROJETO DE ESTAÇÕES

ELEVATÓRIAS DE ÁGUA

PROJETO DE PROJETO DE ESTAESTAÇÇÕES ÕES

ELEVATELEVATÓÓRIAS RIAS DE DE ÁÁGUAGUA

Estação elevatória de poço úmido circular com conjunto motor-bomba submerso


Estação elevatória de poço úmido circular com conjunto motor-bomba submerso


Estação elevatória de poço úmido retangular com conjunto motor-bomba submerso

ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS RIAS –– BOOSTERBOOSTERBooster para recalque da água proveniente de um reservatório

Booster para reforço no bombeamento de água

ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS RIAS –– BOOSTERBOOSTERBooster utilizado para aumentar a vazão de adução

Booster com tanque hidropneumático para o bombeamento na rede de distribuição de água

ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS RIAS –– BOOSTERBOOSTER

BOOSTER OU ESTAÇÃO

PRESSURIZADORA COM BOMBA DE

EIXO HORIZONTAL

BOOSTER OU BOOSTER OU ESTAESTAÇÇÃO ÃO

PRESSURIZADORA PRESSURIZADORA COM BOMBA DE COM BOMBA DE

EIXO HORIZONTALEIXO HORIZONTAL

BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA DE EIXO HORIZONTAL

BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO PRESSURIZADORA COM ÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA DE EIXO HORIZONTALBOMBA DE EIXO HORIZONTAL

BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA

COM BOMBA SUBMERSA, TIPO “Q”

BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO ÃO PRESSURIZADORA PRESSURIZADORA

COM BOMBA COM BOMBA SUBMERSA, TIPO SUBMERSA, TIPO ““QQ””

BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA, TIPO “Q”

BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO PRESSURIZADORA COM ÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA, TIPO BOMBA SUBMERSA, TIPO ““QQ””


PRESSURIZADORA COM BOMBA

SUBMERSA, TIPO “Q1”


PRESSURIZADORPRESSURIZADORA COM BOMBA A COM BOMBA

SUBMERSA, TIPO SUBMERSA, TIPO ““Q1Q1””

BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA, TIPO “Q1”

BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA ÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA, TIPO SUBMERSA, TIPO ““Q1Q1””


PRESSURIZADORA COM BOMBA

SUBMERSA, TIPO “Q2”


PRESSURIZADORA PRESSURIZADORA COM BOMBA COM BOMBA

SUBMERSA, TIPO SUBMERSA, TIPO ““Q2Q2””


(1) Bomba centrífuga(2) Motor elétrico(3) Variador hidrocinético(4) Base metálico para o conjunto(5) Painel de comando(6) Pressostatos para operação automática(7) Registros(8) Proteção metálica, com tratamento

especial anticorrosivo, resistente para trabalhar ao tempo

Componentes de um booster com variador de rotação hidrocinético

(1) Bomba centrífuga(2) Motor elétrico(3) Base metálica para o conjunto(4) Painel de comando, incluindo inversor de

freqüência(5) Painel de controle automático de pressão(6) Registros(7) Proteção metálica, com tratamento

especial anticorrosivo, resistente para trabalhar ao tempo

Componentes de um booster com inversor de freqüência

BOOSTER MÓVEL COM VARIADOR HIDROCINÉTICOBOOSTER MBOOSTER MÓÓVEL COM VARIADOR HIDROCINVEL COM VARIADOR HIDROCINÉÉTICOTICO

Detalhes da instalação da estação elevatória com duas bombas utilizando o variador hidrocinético


Booster com variador hidrocinético. Booster com inversor de freqüência.

Instalações de booster Instalações de booster

POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO

Determinação do volume do poço de sucção

Sistema com duas bombas (1 bomba + 1 reserva)

Q TV4

=

POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃOVórtices em poço de

sucção

Configurações do poço de sucção não recomendadas e

recomendadas


Configurações do poço de sucção não recomendadas e

recomendadas


Recomendações para poço com várias bombas

POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃOAparelhos típicos para supressão de vórtice superficial

Grade horizontal Placas flutuantes Cortinas

POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃOMétodos para supressão do vórtice subsuperficial

Alteração do espaço livre junto à parede

Parede separatória Cone

POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃOMétodos para supressão do vórtice subsuperficial

Detalhes da instalação da placa

Detalhes da instalação do cone


Detalhes da instalação do cone para conjuntos motor-bomba submersíveis

• HC = 0,45 H• BC = 1,15 HC

PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO

Entrada na tubulação de sucção Submergência mínima


Poço com uma bomba

Dimensões do poço para uma bomba de

sucção vertical


Dimensões do poço para uma tubulação de sucção horizontal

PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃOPoço com várias bombas

Dimensões do poço

PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃOPoço com várias bombas, incluindo o canal de aproximação

do poço de sucção


Formas e dimensões do poço de sucção


Exemplos de arranjos e dimensões para o poço de sucção

PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃODimensões do poço de sucção (planta e corte)

PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃODimensões do poço de sucção em função da vazão

PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃOPoço de sucção para bomba em linha, com rotação constante ou rotação variável


Detalhes do poço de sucção para bombas em linha

Tipo de líquido Parâmetro Dimensão

A

A ≥ 2,5 D. Usualmente cerca de 4,5 D para possibilitar a instalação de bombas e motores

B B ≥ 2D

S(1+ 2,3F) D, onde F = v(gD)-0,5

W

O menor possível, mas com V ≤ 0,3 m/s para qualquer vazão e nível de água

C 0,5 D. Para a última bomba C ≥ 0,25D

R12,33 h, onde h é a altura de água na comporta

R2 0,67 R1

αα ≥ 45° para revestimento de plástico; α ≥ 60° para superfície de concreto

C0,25 D ≤ C ≤ 0,5 D. Utilizar sempre o cone com C < 0,5 D

α

α ≥ 0° , sendo recomendado por alguns consultores α = 45°

Qualquer água

Esgoto

Água limpa

Dimensões recomendadas para poço de sucção com bombas em linha

PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃO

PROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO O DE SUCDE SUCÇÇÃOÃO

Antes do ressalto

Ressalto inicial

Ressalto na última bomba

Autolimpeza do poço de sucção

TUBULAÇÕES DA ELEVATÓRIATUBULATUBULAÇÇÕES DA ELEVATÕES DA ELEVATÓÓRIARIA

TUBULAÇÃO DE SUCÇÃOTUBULATUBULAÇÇÃO DE SUCÃO DE SUCÇÇÃOÃO

POSIÇÕES RECOMENDADAS E NÃO RECOMENDADAS PARA A SUCÇÃO DE BOMBAS

POSIPOSIÇÇÕES RECOMENDADAS E NÃO RECOMENDADAS ÕES RECOMENDADAS E NÃO RECOMENDADAS PARA A SUCPARA A SUCÇÇÃO DE BOMBASÃO DE BOMBAS

BARRILETEBARRILETEBARRILETEAlternativas de traçado das tubulações do barrilete

DISPOSIÇÕES DAS TUBULAÇÕES DO BARRILETE PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS

DISPOSIDISPOSIÇÇÕES DAS TUBULAÕES DAS TUBULAÇÇÕES DO BARRILETE ÕES DO BARRILETE PARA BOMBAS CENTRPARA BOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS

Bombas centrífugas de eixo horizontal

Bombas verticai

Bombas do tipo misto

ÓRGÃOS ACESSÓRIOSÓÓRGÃOS ACESSRGÃOS ACESSÓÓRIOSRIOS

• Válvulas de bloqueio

• Válvulas de retenção

• Válvula de pé

• Manômetros e vacuômetros

• Sistemas de escorva de bomba

VÁLVULAS DE BLOQUEIOVVÁÁLVULAS DE BLOQUEIOLVULAS DE BLOQUEIO

Válvula borboletaVálvula de gaveta

VÁLVULA DE RETENÇÃOVVÁÁLVULA DE RETENLVULA DE RETENÇÇÃOÃO

Válvula de retenção tipo portinhola dupla

Válvula de retenção tipo portinhola única

Válvula de retenção de fechamento rápido

MANÔMETROS MANÔMETROS MANÔMETROS

Detalhes da instalação de manômetro

VÁLVULA DE PÉVVÁÁLVULA DE PLVULA DE PÉÉ

Localização da válvula de pé na tubulação de sucção

Válvula de pé com crivo

SISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBASSISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBASSISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBAS

• Válvula de pé• Ejetor• Bomba a vácuo

Bomba afogada

Bomba não afogada

ESCORVA DE BOMBASESCORVA DE BOMBASESCORVA DE BOMBAS

Instalação com ejetor para escorva de bomba

Sistema de escorva com bomba de vácuo

SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUA

SISTEMAS DE AUTOMASISTEMAS DE AUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ÕES ELEVATELEVATÓÓRIAS DE RIAS DE ÁÁGUA GUA

Sistema SCADA para o controle das estações elevatórias

PROJETO DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS

PROJETO DE SISTEMAS DE AUTOMAPROJETO DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÇÃO DE ÃO DE ESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS

Diagrama de blocos de uma EEA

AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS AUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS RIAS

Sistema de gradeamento

AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS AUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS RIAS Sistema de selagem

Sistema de drenagem

AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS AUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS RIAS Painéis

Painel de comando de motores

Painel de comando da estação

Painel de entrada de energia

AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS AUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS RIAS Interfaces do CCO

AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS AUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS RIAS Interface homem-máquina de supervisão

Tela do sistema geral Tela do sistema elétrico

AVALIAÇÃO DO CUSTO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO

AVALIAAVALIAÇÇÃO DO CUSTO DE SISTEMAS DE ÃO DO CUSTO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO BOMBEAMENTO

Custo de Ciclo de Vida (CCV)

Distribuição típica de custos

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS

TRANSITTRANSITÓÓRIOS RIOS HIDRHIDRÁÁULICOS ULICOS EM ESTAEM ESTAÇÇÕES ÕES ELEVATELEVATÓÓRIASRIAS

Esquema ilustrativo do

fenômeno

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇÕES ELEVATÓRIASTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOS EM ESTAULICOS EM ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIASEsquema ilustrativo do fenômeno

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS

TRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOS EM ULICOS EM ESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS

Fechamento gradual da válvula

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS

Equações básicas

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSVelocidade de propagação das ondas de pressão (a)

Tipos de ancoragens de uma tubulação

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSAnálise das equações

Interpretação física das funções e xF ta

−

xf ta

+

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSMétodo das características

Esquema do método das características

2 2H Q Q 1 Q f Q Qg 0x A x A t 2gDA

∂ ∂ ∂ ⋅+ + + =

∂ ∂ ∂

2H Q Q a Q 0t A x gA x

∂ ∂ ∂+ + =

∂ ∂ ∂

• Equações da quantidade de movimento

• Equações da quantidade de conservação de massa

• Características positivas (C+)

• Características negativas (C–)

2g dH 1 dQ f Q Q 0a dt A dt 2DA

dx adt

+ + =

= +

2g dH 1 dQ f Q Q 0a dt A dt 2DA

dx adt

xta

− + + =

= −

∆∆ =

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSSeparação de coluna

Separação de colunas por desligamento de uma bomba

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSSeparação de colunas por operação de fechamento de uma válvula

Separação e rejuntamento de uma coluna num ponto de cota elevada numa tubulação

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSMétodos e dispositivos para controle dos efeitos de golpe de aríete

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSFuncionamento de uma estação elevatória com bombas centrífugas

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSEsquema de propagação das ondas de pressão por ocasião de queda no

funcionamento de um conjunto motor-bomba

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSFrente de onda refletida no reservatório de jusante após o desligamento da bomba

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSEsquema de ondas de pressão após o desligamento de um

conjunto motor-bomba, com e sem volante de inércia

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSEnvoltórias de pressões máximas e mínimas após desligamento

acidental de uma bomba, com e sem volante de inércia

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS

Corte esquemático de um conjunto motor-bomba com volante de inércia

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSTanque Alimentador Unidirecional (TAU)

Envoltórias das pressões máximas e mínimas após o desligamento acidental

de um conjunto motor-bomba, com e sem TAU

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSDetalhes da instalação do TAU

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSChaminé de Equilíbrio

Envoltórias das pressões máximas e mínimas após o desligamento acidental de um conjunto motor-bomba, com e sem chaminé de equilíbrio

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS

TRANSITTRANSITÓÓRIOS RIOS HIDRHIDRÁÁULICOSULICOS

Detalhes do Chaminé de Equilíbrio

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSReservatório de Ar Comprimido ou Hidropneumático (RHO)

Envoltórias das pressões máximas e mínimas após o desligamento acidental de um conjunto motor-bomba, com e sem RHO

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS

TRANSITTRANSITÓÓRIOS RIOS HIDRHIDRÁÁULICOSULICOS

Esquema do RHO

TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOSVálvula de Admissão e de Saída de Ar

REDUÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA: AÇÕES ADMINISTRATIVAS

E OPERACIONAIS

REDUREDUÇÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA ÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELELÉÉTRICA: ATRICA: AÇÇÕES ADMINISTRATIVAS ÕES ADMINISTRATIVAS

E OPERACIONAISE OPERACIONAIS

AAçções Administrativas e ões Administrativas e OperacionaisOperacionais

CUSTO DE ENERGIA

ELÉTRICA EM SISTEMAS DE

ABASTECIMENTO DE ÁGUA

CUSTO DE CUSTO DE ENERGIA ENERGIA

ELELÉÉTRICA EM TRICA EM SISTEMAS DE SISTEMAS DE

ABASTECIMENTO ABASTECIMENTO DE DE ÁÁGUAGUA

CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA NA SABESPCONSUMO DE ENERGIA ELCONSUMO DE ENERGIA ELÉÉTRICA NA SABESPTRICA NA SABESP

• Distribuição no consumo de energia elétrica

Motores elétricos ..................... 90%

Utilidades .................................. 7%

Iluminação ................................ 3%

• Indicador do uso de energia: 0,6 kWh/m3 de água produzida

• Consumo de energia na Sabesp: 3% da energia consumida no Estado de São Paulo

ALTERNATIVAS PARA REDUÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA

ALTERNATIVAS PARA REDUALTERNATIVAS PARA REDUÇÇÃO DO ÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELCUSTO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA

Ações Administrativas – 1ª fase Correção da classe de faturamentoRegularização da demanda contratadaAlteração da estrutura tarifáriaDesativação das instalações sem utilizaçãoConferência de leitura da conta de energia elétrica Entendimentos com as companhias energéticas para redução de tarifas

Ações Operacionais – 2ª fase

(A) Ajuste dos equipamentos

(B) Diminuição da potência dos equipamentos

(C) Controle operacional

(D) Automação do sistemadeabastecimento de água

••••••

(E) Alternativasparageraçãode energiaelétrica

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Correção do fator de potência Alteração da tensão de alimentação

•••••

Melhoria no rendimento do conjunto motor-bomba Redução das perdas de carga nas tubulações Melhoria do fator de carga nas instalaçõesRedução do índice de perdas de água Uso racional da água

••

Alteração no sistema de bombeamento-reservaçãoUtilização do inversor de freqüência

• Alteração nos procedimentos operacionais de ETAs

••

Aproveitamento de potenciais energéticos Uso de geradores nos horários de ponta

AÇÕES ADMINISTRATIVAS PARA REDUÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA

AAÇÇÕES ADMINISTRATIVAS PARA REDUÕES ADMINISTRATIVAS PARA REDUÇÇÃO ÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELDO CUSTO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA

• Classificação• Regularização da demanda contratada• Alteração da estrutura tarifária• Desativação• Erro de leitura• Negociação com as companhias energéticas para

a redução de tarifas e operações emergenciais

Ações administrativas

- Redução do custo sem investimento

- Redução do custo sem diminuição do consumo de energia

AÇÕES OPERACIONAIS PARA REDUÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA

AAÇÇÕES OPERACIONAIS PARA REDUÕES OPERACIONAIS PARA REDUÇÇÃO ÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELDO CUSTO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA

• Correção do fator de potência• Alteração da tensão de alimentação• Melhoria do fator de carga

Redução do custo sem diminuição do consumo de energia elétrica

• Diminuição da potência dos equipamentos• Controle operacional• Automação• Alternativas para geração de energia elétrica

Redução do custo pela diminuição do consumo de energia elétrica

REDUÇÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA

REDUREDUÇÇÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÇÇÃO DO ÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELCONSUMO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA

onde: E = energia consumida, kWhH = altura manométrica de bombeamento, mV = volume de água bombeada, m3

h = rendimento dos conjuntos motor-bomba

HVE 0,00273=η

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- ---

--

Redução da altura geométricaRedução das perdas de carga

Escolha adequada do diâmetro Limpeza ou revestimento da tubulação

Eliminação de ar em conduto forçado Disposição da tubulação na elevatória

e na entrada do reservatório Vórtice no poço de sucção de elevatória Vórtice em reservatório de distribuição

de água

••

Controle de perdas de água Uso racional da água

•• Rendimento do motor Rendimento da bomba

Redução do custo pela diminuição do consumo energia elétrica

Redução da altura manométrica

Redução no volume de água

Aumento no rendimento dos conjuntos motor-bomba

REDUÇÃO DO CUSTO PELA ALTERAÇÃO DO SISTEMA OPERACIONAL

REDUREDUÇÇÃO DO CUSTO PELA ALTERAÃO DO CUSTO PELA ALTERAÇÇÃO DO ÃO DO SISTEMA OPERACIONALSISTEMA OPERACIONAL

• Alteração do sistema bombeamento-reservação

• Utilização de variadores de rotaçãonos conjuntos motor-bomba

• Alteração nos procedimentos operacionais de estações de tratamento de água

ALTERNATIVAS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

ALTERNATIVAS PARA GERAALTERNATIVAS PARA GERAÇÇÃO DE ÃO DE ENERGIA ELENERGIA ELÉÉTRICATRICA

• Aproveitamento de potenciais energéticos

– Auto produção de energia elétrica por fonte hidráulica

– Auto produção de energia elétrica utilizando gás de esgoto

• Uso de geradores nos horários de ponta

ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS - EcivilUFES

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