Estudo de viabilidade operacional do aproveitamento energético de um sistema de adução

Abstract

The work focuses on analyzing and improving the procedures of a water distribution company. The main objective of this work is to evaluate the feasibility of generating energy within the water pipes of a city's water supply system. The analysis aims to understand how the processes linking to energy management works, identify possible improvements in the water management process and explore the existence of alternative methods of reusing energy in pipes. This way, with the data provided by the company, a deep analysis of the central process of the project and possible opportunities for improvement was done. The application of statistical and Business Intelligence tools resulted in a better use of the provided data and a better visualization of the project's potential return. Using the compiled procedural information and a mathematical model, a Gorlov turbine was chosen. This type of turbine allowed the conversion of hydraulic energy into electrical energy, and as a result, the water volume and flow requirements of the studied system were found out. Based on this, the generation of 1,410.1 MWh of energy per year was calculated and, if converted into financial values, this total energy would result in R$1,212,695, considering the price of a kWh of R$0.85. This value can be seen as an opportunity for savings or financial gain for the company, as it minimizes the waste during its operational processes. In conclusion, the viability of generating energy from water pipes can be confirmed, due to the perspective of benefits for both the company and the consumers of its services, through the reinsertion of energy into the system itself, thus starting a sustainable cycle of power generation.

O estudo se concentra na análise e aprimoramento dos procedimentos de uma empresa dedicada à distribuição de água. O objetivo central desse trabalho é avaliar a viabilidade de geração de energia dentro das tubulações hídricas do sistema de adução de uma cidade. A análise visa compreender o funcionamento do abastecimento dos processos atrelados a gestão energética, identificar possíveis melhorias no processo de gestão hídrica e explorar a existência de métodos alternativos de reaproveitamento de energia nas tubulações. Para isso, foram utilizados os dados fornecidos pela empresa e realizada uma análise aprofundada do processo central que fundamenta este projeto, e possíveis oportunidades de melhoria. A aplicação de ferramentas estatísticas e de Business Intelligence permitiu um melhor aproveitamento dos dados disponíveis e uma melhor visualização do potencial retorno do projeto. Por meio das informações processuais compiladas e de um modelo matemático, foi escolhida uma turbina do tipo Gorlov, capaz de converter a energia hidráulica em elétrica atendendo aos requisitos de volume e fluxo de água do sistema estudado. A partir disso, foi calculada a geração de 1.410,1 MWh de energia por ano, o qual, se convertido para valores financeiros, resultaria R$1.212.695, se adotado o preço de um kWh de R$0,85. Este valor pode ser visto como uma oportunidade de economia ou ganho financeiro por parte da empresa, uma vez que diminui o desperdício do processo. Assim, a viabilidade da geração de energia a partir das tubulações de água é confirmada, por conta da perspectiva de benefícios tanto para a empresa quanto para os consumidores de seus serviços, por meio da reinserção de energia no próprio sistema, iniciando um ciclo sustentável de geração de energia.