Aplicação de balanço hidroenergético com adaptações para um sistema de distribuição de água no Brasil

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i10.19039

Palavras-chave:

Água; Energia; Balanço hidroenergético; Eficiência energética; Distribuição de água.

Resumo

De acordo com a Aliança para Economia de Energia, entre 2% e 3% do total da energia elétrica consumida no mundo é destinada ao bombeamento de água nos sistemas de abastecimento, sendo o potencial de redução do consumo por meio de medidas de eficiência e conservação energética estimado em 25%. No Brasil, o setor de abastecimento de água corresponde a 2,6% do total de energia consumida no país, sendo os sistemas de bombeamento responsáveis ​​por mais de 90% do consumo total de energia. É extremamente comum encontrar instalações superdimensionadas com conjuntos de motobombas operando fora de seus pontos ideais, sendo prática comum realizar o controle de vazão e pressão através da instalação de válvulas. O uso de válvulas redutoras insere quedas de pressão desnecessárias no sistema hidráulico, aumentando o consumo de energia. O objetivo deste trabalho é apresentar um balanço energético de um setor de estudos do Serviço Autônomo de Água e Esgoto (SAAE) de um município do sul de Minas Gerais, Brasil, visando elucidar o consumo de energia elétrica do sistema e onde o redução desse consumo pode ocorrer. Para isso, medimos dados como a eficiência dos conjuntos de motobombas, calculamos indicadores de desempenho e índices de perdas de água, e aplicamos o balanço energético adaptado. Este trabalho apresenta a aplicação de um balanço hídrico-energético com adaptações a um sistema de abastecimento de água brasileiro, sob a perspectiva da eficiência energética em conjuntos motobombas de estação elevatória.

Referências

ABES. (2013). Perdas em sistemas de abastecimento de água: diagnóstico, potencial de ganhos com sua redução e propostas de medidas para o efetivo combate. Sumário Executivo. http://www.abes-sp.org.br/arquivos/perdas_resumo.pdf

Ahopelto, S. & Vahala, R. (2020). Cost–benefit analysis of leakage reduction methods in water supply networks. Water, 12 (1), 195. doi:10.3390/w12010195

Alegre, H. et al. (2017). Performance indicators for water supply services. London: IWA Publishing.

ANA. (2018). Abastecimento Urbano de Água. http://www.ana.gov.br/

Andrade, M. R. (2016). Balanço hidroenergético de sistema de distribuição de água aplicado a um setor do município de Cambuí - MG. Master’s Thesis. https://repositorio.unifei.edu.br/xmlui/handle/123456789/494

Aznar-Sánchez, J. A. et al. (2018). Mining waste and its sustainable management: Advances in worldwide research. Minerals, 8 (7), 284. doi: 10.3390/min8070284

Baleta, J. et al. (2019). Integration of energy, water and environmental systems for a sustainable development. Journal of cleaner production, 215 (1), 1424-1436. doi:10.1016/j.jclepro.2019.01.035

Bieber, N. et al. (2018). Sustainable planning of the energy-water-food nexus using decision making tools. Energy Policy, 113 (1), 584-607. doi:10.1016/j.enpol.2017.11.037

Britton, T. C. et al. (2013). Smart metering: Enabler for rapid and effective post meter leakage identification and water loss management. Journal of Cleaner Production, 54 (1), 166–176. doi:10.1016/j.jclepro.2013.05.018

Cantele, S. et al. (2018). A new framework for assessing the sustainability reporting disclosure of water utilities. Sustainability, 10 (2), 433. doi:doi.org/10.3390/su10020433

Chini, C. M., & Stillwell, A. S. (2018). The state of US urban water: data and the energy‐water nexus. Water Resources Research, 54 (3), 1796-1811. doi:

Coelho, B. &, Andrade-Campos, A. (2014). Efficiency achievement in water supply systems - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 30 (2), 59–84, 2014. doi:10.1016/j.rser.2013.09.010

Goulart, T. D. C. (2015) Estudos de Aprimoramento de Algoritmo de Calibração e Aplicação em Rede de Distribuição de Água de Cambuí (MG). Master’s Thesis. https://repositorio.unifei.edu.br/xmlui/handle/123456789/147

Krueger, E. H. et al. (2020). Balancing security, resilience, and sustainability of urban water supply systems in a desirable operating space. Environmental Research Letters, 15 (3), 22. doi:10.1088/1748-9326/ab6c2d

Lambert, A. &, Hirner, W. (2000). Losses from Water Supply Systems: Standard Terminology and Recommended Performance Measures. IWA the blue pages, 10 (3), 1–13.

Lee, S. et al. (2021). Setting future water rates for sustainability of a water distribution system. Journal of Water Resources Planning and Management, 147 (2), 13. doi:10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0001313

Luna, T. et al. (2019). Improving energy efficiency in water supply systems with pump scheduling optimization. Journal of cleaner production, 213 (3), 342-356. doi:10.1016/j.jclepro.2018.12.190

Mamade, A. et al. (2017). A comprehensive and well tested energy balance for water supply systems. Urban Water Journal, 14 (8), 853–861. doi:10.1080/1573062X.2017.1279189

Mamade, A. et al. (2018a). Assessing the Impact of Network Layout on Energy Efficiency, Water Losses and Water Quality in Water Supply. WDSA/CCWI Joint Conference Proceedings. Retrieved Sep 21, from https://ojs.library.queensu.ca

Mamade, A. et al. (2018b). Top-down and bottom-up approaches for water-energy balance in Portuguese supply systems. Water, 10 (5), 577. doi:10.3390/w10050577

Mutikanga, H. E. et al. (2009). Water loss management in developing countries: Challenges and prospect. Journal - American Water Works Association, 101 (12), 57–68. doi:10.1002/j.1551-8833.2009.tb10010.x

Oikonomou, K. & Parvania, M. (2018). Optimal coordination of water distribution energy flexibility with power systems operation. IEEE Transactions on Smart Grid, 10 (1), 1101-1110. doi:10.1109/TSG.2018.2824308

Razmjoo, A. et al. (2020). The main role of energy sustainability indicators on the water management. Modeling Earth Systems and Environment, 6 (3), 1419-1426. doi:10.1007/s40808-020-00758-1

Rodrigues, R. C. (2012). Análise do desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água do município de Marabá/PA. Master’s Thesis. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/3546

Sgroi, M. et al. (2018). Feasibility, sustainability and circular economy concepts in water reuse. Current opinion in environmental Science & Health, 2 (4), 20-25. doi:10.1016/j.coesh.2018.01.004

Song, M. et al. (2018). Water resources utilization efficiency and influence factors under environmental restrictions. Journal of Cleaner Production, 184 (5), 611-621. doi:10.1016/j.jclepro.2018.02.259

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Publicado

14/08/2021

Como Citar

SILQUEIRA, M. G. .; SILVA, F. das G. B. da .; SILVA, A. T. Y. L. .; BARBEDO, M. D. G. . Aplicação de balanço hidroenergético com adaptações para um sistema de distribuição de água no Brasil. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 10, p. e380101019039, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i10.19039. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/19039. Acesso em: 5 jul. 2025.

Edição

Seção

Engenharias