Efeitos do diâmetro e da rugosidade da tubulação nas perdas de carga e no consumo de energia elétrica dos sistemas de bombeamento de água

Cleomar Maraga¹; Douglas Chesini¹; Alexandre Buhler¹

¹ Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - Campus Farroupilha

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0520

Resumo

Sistemas de bombeamento são utilizados para uma gama muito grande de serviços e suas aplicações requerem que os mesmos trabalhem por grandes períodos de tempo. O intenso uso desses sistemas acarreta em um elevado consumo energético, o que implica em maiores custos para o funcionamento do sistema, além de uma probabilidade de manutenções em intervalos de tempo menores do que o esperado. Desse modo, é muito importante levar em conta detalhes como o diâmetro da tubulação e possíveis efeitos que ocorrem ao longo do tempo. Dessa forma o projeto pode ser elaborado de forma a minimizar os custos com energia elétrica ao longo dos anos de operação, mas ainda atendendo a mesma demanda. O objetivo do trabalho é quantificar a influência da rugosidade das paredes internas dos dutos e do diâmetro da tubulação no consumo elétrico, uma vez que esses são dois fatores de grande relevância no cálculo da energia elétrica necessária pelo sistema para fazer o bombeamento. Através de um sistema hipotético de bombeamento de água, foi possível levantar ambas as perdas de carga contínua e localizadas de um sistema com tubulações de diferentes diâmetros e rugosidades. Utilizando-se das mesmas, foi possível relacionar o consumo de energia elétrica do sistema com o diâmetro e a rugosidade da tubulação e então concluir que a utilização de um diâmetro de 15 cm pode reduzir em até 14% o consumo elétrico quando comparada à um diâmetro de 7 cm. A rugosidade, variável que aumenta de dimensão devido ao tempo de utilização da tubulação, mostrou-se outro fator de grande influência no consumo. Para tubulações com 7 cm de diâmetro, por exemplo, um sistema com dez anos de atividade consome 10% mais energia elétrica quando comparado com um sistema com tubulações novas. Dessa forma, o estudo mostrou a importância da utilização de tubulações com rugosidade e taxa de degradação baixas, além da minimização do número de componentes à fim de garantir uma economia a longo prazo.

Palavras-chave: Perda de Carga; Sistemas de Bombeamento; Rugosidade; Diâmetro de Tubulação; Consumo Energético