Controlo de um gerador hidroeléctrico utilizado na recuperação de energia numa conduta de abastecimento de água

O presente trabalho pretende contribuir para a melhoria da eficiência dos sistemas de transporte e distribuição de água, possível de conseguir através da recuperação de energia potencial que, em certas situações, existe em excesso em condutas gravíticas. Sendo uma questão já abordada em diversos estudos, as poupanças de energia a que poderá conduzir, justificam a análise de todas as oportunidades, em especial no nosso País, cuja dependência energética do exterior é bem conhecida. Todavia, a implementação de soluções que recorrem à instalação de turbinas em condutas de abastecimento de água, causam naturalmente alguma apreensão às respectivas entidades gestoras, uma vez que pode pôr em causa a integridade das condutas e, em consequência, o abastecimento de água. Neste contexto, o estudo de modelos de controlo específicos para os referidos equipamentos poderá ser um contributo para a implementação mais alargada das soluções de melhoria da eficiência de sistemas de abastecimento de água, através da instalação de geradores hidroeléctricos, que terão a dupla função de controlo de caudal e produção de energia. O estudo e simulação dos modelos de controlo contidos neste trabalho permite concluir que é possível garantir a segurança das condutas e produzir energia eléctrica com turbinas nelas instaladas. Interessa assim aprofundar este tipo de estudos de forma a conseguir modelos de controlo que, com as premissas indicadas, possibilitem a optimização da produção de energia.

Microturbinas em redes de abastecimento de água

Nos dias de hoje a sociedade exige níveis qualitativos de vida cada vez mais elevados, o que torna prioritária a conceção de sistemas eficientes, não poluidores, económicos e diversificados que permitam uma gestão integrada e racionalizada de recursos tão escasso como é o da água e da energia. Em sistemas de abastecimento de água, o uso de válvulas redutoras de pressão (VRP) visa a uniformização e controlo de pressões, promovendo uma perda de carga localizada que dissipa a energia hidráulica presente através da redução dos valores de pressão a jusante. Estas são fundamentais no controlo e redução de pressão. A utilização de microturbinas é uma alternativa sustentável para o controle de pressão e, simultaneamente, para a produção de energia elétrica. Trata-se de um método de mitigação para controlar as perdas referidas convergindo no âmbito da eficiência energética. Na perspetiva de promover um aproveitamento de energia nas redes de abastecimento de água, o presente trabalho sugere a substituição de válvulas redutoras de pressão (VRP) por microturbinas. Desse modo, apresenta-se um método automático de seleção de (i) local para implementação e (ii) projeto de microturbinas para sistemas de abastecimento de água. Para a modelação do funcionamento dos sistemas hidráulicos recorre-se ao simulador hidráulico EPANET. Esta ferramenta possibilita avaliação de caudais e pressões em todos os pontos da rede durante um determinado intervalo de tempo. A metodologia desenvolvida permite selecionar o local ideal no sistema hidráulico através de uma análise de cada secção conduta-nó escolhendo-se a melhor opção baseada na produção de energia. Depois da localização procede-se à seleção do tipo de turbina (Kaplan, Francis, Pelton e Cross-flow) que vai depender das características do sistema hidráulico. Na etapa seguinte apresenta-se os resultados obtidos pela turbina nomeadamente a produção de energia elétrica anual, o investimento necessário, o tempo de retorno e a rentabilização ao final de um período de 25 anos. Na última etapa da metodologia, de forma avaliar o comportamento do sistema final, realiza-se uma nova simulação da rede mas tendo em conta a introdução da microturbina no local. Apresentam-se alguns casos de estudo que validam a ferramenta desenvolvida. A metodologia desenvolvida é comparada com um caso de estudo real. Em ambos os exemplos simulados a metodologia aplicada permite obter soluções com ganhos energéticos significativos associados ao sistema. Apenas num dos exemplos se observaram que a implementação da microturbina no sistema hidráulico não seria economicamente rentável.

Viabilidade da regulação subnacional dos serviços de abastecimento de água e esgotamento sanitário sob a Lei 11.445/2007

Objetiva-se neste trabalho discutir a viabilidade da regulação subnacional do saneamento básico no País de acordo com o estabelecido na Lei no 11.445/2007. Foi analisada a viabilidade da regulação municipal em 2.523 municípios, com base na amostra do Sistema Nacional de Informações em Saneamento (SNIS) referente a 2005, mediante a aplicação de taxas de regulação de 1 a 3% do faturamento das concessionárias. Concluiu-se que a regulação local não apresenta viabilidade em 97% dos municípios pesquisados.

Redes de abastecimento de água e drenagem de águas residuais no concelho de Sintra

O concelho de Sintra é um dos concelhos da Área Metropolitana de Lisboa (AML) onde se verificou maior incremento populacional nos últimos 30 anos. A intervenção realizada pelos Serviços Municipalizados de Água e Saneamento de Sintra (SMAS – Sintra), nas redes de abastecimento de água e drenagem de águas residuais, assentou em opções estratégicas determinadas pelas características dos sistemas existentes, pelas suas limitações face às solicitações e à necessidade de, num curto período de tempo, dar resposta ao incremento de consumo, de modo a possibilitar um desenvolvimento sustentado no futuro. Considerando que no Concelho de Sintra existem realidades muito distintas, sendo necessário satisfazer cada uma delas no que diz respeito ao abastecimento de água, drenagem e tratamento de águas residuais, nesta dissertação é feito o enquadramento da realidade económica e social do concelho. A presente dissertação apresenta um estudo sobre as redes de abastecimento de água e drenagem de águas residuais do concelho de Sintra, fazendo a sua caracterização e apresentando estratégias para o seu desenvolvimento no que se refere à sua manutenção e remodelação. Paralelamente, apresenta-se a evolução da rede de abastecimento de água no concelho, desde que há registos, até aos dias de hoje. O trabalho desenvolvido tem por base o registo histórico referente à gestão e à manutenção das redes de abastecimento de água e de drenagem de águas residuais dos SMAS – Sintra e a sua evolução ao longo do tempo, sendo também realizado o levantamento dos investimentos mais significativos, com base em registos dos Planos de Actividade e Investimento dos SMAS – Sintra. Dado que a fase de maior necessidade de expansão das redes permitiu atingir níveis elevados da taxa de cobertura, superiores aos níveis de atendimento previstos no PEAASAR II, quer ao nível do abastecimento de água, quer ao nível da drenagem e tratamento de águas residuais, a necessidade de remodelação de ambas as redes e respectivos equipamentos é actualmente a grande prioridade para garantir a fiabilidade e qualidade do serviço prestado.

Projecto de reabilitação e manutenção de rede predial de abastecimento de água, em edifício antigo com alteração de função

O presente trabalho aborda uma intervenção de reabilitação num edifício cuja função será alterada: o edifício abandona a função de edifício administrativo (escritórios), e assume uma função de Hotel. É com esta intenção que se elabora este estudo analisando, em concreto, a alteração na rede de abastecimento de água. Na fase de projecto é feita a concepção da rede de abastecimento de água, para que a intervenção não seja intrusiva, num edifício com alguma riqueza arquitectónica e estética, e ainda com os condicionantes impostos sobretudo, pela estrutura resistente. Por outro lado, pela função do edifício torna-se necessário assegurar níveis de conforto elevados. A preocupação pelos pormenores na concepção da rede de abastecimento de água tem um resultado prático muito significativo na fase de exploração do edifício, isto é, quando entrar em funcionamento. Faz-se o enquadramento para a Manutenção da rede de abastecimento de água, que pode e deve ser extensiva aos restantes componentes do edifício. A consideração de adequada Manutenção, devidamente planeada, conferirá ao edifício um envelhecimento sustentável, minorando os efeitos que poderiam resultar de não programação de acções de manutenção.

Análise técnico-económica do sistema de abastecimento de água ao Hospital Prof. Dr. Fernando da Fonseca

Cada vez mais, a adopção de medidas relacionadas com a conservação de água se tem tornado fundamental nos edifícios públicos e institucionais, devido ao seu alto custo de operação. Além disso, a economia advinda da redução do consumo pode possibilitar não somente o custeio de outros itens necessários ao seu funcionamento, mas também a disponibilização desse volume economizado para o atendimento de novos clientes com a mesma infra-estrutura urbana instalada, contribuindo, assim, para a conservação do meio ambiente, premissa básica do desenvolvimento sustentável de qualquer país. Espera-se que este estudo motive o desenvolvimento de acções similares em edificações desta tipologia e em outros edifícios dedicados a funções específicas

Projecto de execução e remodelação da rede predial de abastecimento de água e da rede de drenagem de águas residuais domésticas do mercado municipal da Tapada das Mercês e da casa da Juventude

Este trabalho final de mestrado baseia-se no projecto de execução e remodelação de uma rede predial de abastecimento de água e de uma rede predial de drenagem de águas residuais domésticas de um edifício existente na localidade da Tapada das Mercês (freguesia de Algueirão - Mem Martins, Concelho de Sintra). Este prédio está dividido em dois pisos: o Mercado da Tapada das Mercês - Piso 0 - e a Casa da Juventude - Piso-1. Com este trabalho, respondeu-se a uma solicitação da Divisão de Projectos Municipais e da Divisão de Mercados da Câmara Municipal de Sintra e procurou-se: Melhorar o desempenho das redes existentes; Diminuir os custos de operação e manutenção dessas mesmas redes; Resolver o problema das infiltrações no tecto da Casa da Juventude, que está a afectar a rede de distribuição eléctrica perturbando o normal funcionamento desses serviços. Pretende-se também fornecer sugestões de melhoria do Regulamento -Decreto Regulamentar nº 23/95 e aumentar os meus conhecimentos nesta área, atendendo a que a minha formação base é em Vias de Comunicação e Transportes. A título de reflexão, propõe-se uma actualização em termos de materiais para o regulamento acima mencionado.

Sistemas de abastecimento de água e saneamento básico

O presente relatório de estágio enquadra-se no âmbito do Trabalho Final de Mestrado (TFM) do curso de Engenharia Civil, área de especialização de Hidráulica, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, e baseia-se na temática dos sistemas de abastecimento de água e drenagem de águas residuais. O estágio, intitulado de “Sistemas de Abastecimento de Agua e Saneamento Básico”, decorreu numa empresa de consultaria de engenharia denominada ENGIDRO – Estudos de Engenharia, Lda., vocacionada para a realização de estudos e projectos na área de Hidráulica, com particular incidência na Hidráulica Urbana e Saneamento Básico. O estágio iniciou-se com um adequado enquadramento profissional na empresa e incidiu principalmente no desenvolvimento de trabalhos de concepção e dimensionamento, a nível de projectos de execução, de sistemas de abastecimento de água e de saneamento básico, para 21 localidades da província de Lunda Sul, em Angola, com prestação de serviços para o Governo Provincial de Lunda Sul – Direcção Provincial da Energia e Aguas, juntamente com empresa CENGA – Consultores de Engenharia de Angola, S.A. Na prestação de serviços à entidade contratante foram efectuados trabalhos de campo, que consistiram principalmente em reconhecimentos do terreno, levantamentos topográficos e recolha de informação relevante sobre elementos condicionantes dos projectos (origens e disponibilidades de água, natureza e declive dos terrenos, tipos de infra-estruturas locais) e trabalhos de gabinete para compilação e análise da informação recolhida na elaboração dos projectos de execução, incluindo pecas desenhadas (desenhos pormenorizados) e peças escritas (memórias descritivas e justificativas, medições e orçamentos). Sendo os projectos destinados a aglomerados populacionais pouco desenvolvidos e com carências e condicionantes de diversa ordem (falta de energia eléctrica, de acessos, de telecomunicações, de meios técnicos e materiais, entre outros), prestou-se especial atenção aos aspectos da concepção, privilegiando soluções de baixa tecnologia, mais fáceis de explorar e manter com os recursos locais disponíveis.

Sistemas de abastecimento de água e saneamento básico

O presente relatório enquadra-se no âmbito do trabalho final de Mestrado do curso de Engenharia Civil, área de especialização de Hidráulica, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, sobre a temática dos sistemas de abastecimento de água e de drenagem de águas residuais domésticas e pluviais. O estágio teve lugar na empresa ENGIDRO – Estudos de Engenharia, Lda., e teve como objecto uma prestação de serviços para a ANA – Aeroportos de Portugal, S.A., que consistiu no levantamento e diagnóstico dos sistemas de abastecimento de água, de drenagem de águas residuais domésticas e pluviais, de coberturas e fachadas, do Terminal 1 do Aeroporto de Lisboa. O Aeroporto de Lisboa é uma estrutura com 67 anos, que tem vindo a ser constantemente ampliada, apresentando por isso uma grande diversidade de materiais e processos construtivos. Essa diversidade poderá ser uma das causas para alguns problemas detectados durante a presente prestação de serviços. Para esta prestação de serviços foram efectuados trabalhos de campo, que consistiram na inspecção cuidadosa e registo detalhado das características dos elementos existentes abrangidos pelo estudo, e trabalhos de gabinete, que consistiram na compilação e tratamento dos dados obtidos no campo, para que no final fosse elaborado um relatório com o levantamento e diagnóstico dos sistemas mencionados, com identificação e descrição das principais patologias relacionadas com o seu dimensionamento, estados de conservação e de manutenção. Ao longo dos trabalhos de campo foram encontradas diversas condicionantes e dificuldades, como seria de esperar numa estrutura desta dimensão, e que foram sendo ultrapassadas com o planeamento atempado desses trabalhos. O Aeroporto de Lisboa, em particular o Terminal 1, é uma estrutura dinâmica e sempre em mutação, o que ficou comprovado no final desta prestação de serviços.

Abastecimento de água e saneamento de águas residuais

O presente relatório diz respeito a um estágio de natureza profissional realizado com o objectivo de constituir trabalho final de mestrado do curso de Especialização em Engenharia Civil – Perfil de Hidráulica, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. A proposta de estágio, subordinada ao tema “Abastecimento de Água e Saneamento de Águas Residuais” decorreu numa empresa de Consultores de Engenharia (ENGIDRO, Estudos de Engenharia, Lda.) vocacionada para a realização de estudos e projectos na área da Hidráulica, com particular incidência na Hidráulica Urbana e Saneamento Básico. Num gabinete de engenharia existem em geral vários projectos a decorrer em simultâneo, de diferente natureza e grau de complexidade, que se sucedem ao longo do tempo, entregues a diferentes equipas de trabalho. Sendo um Estágio geralmente proposto com vários meses de antecedência relativamente à sua realização, não é possível conhecer à partida quais as equipas de trabalho, ou projectos, sobre os quais vai recair. No presente caso, no âmbito do tema proposto, e de forma a integrar-me uma empresa em pleno funcionamento, iniciei o estágio com a participação em trabalhos pontuais e complementares aos projectos dos Subsistemas de Abastecimento de Água da Terra Fria Transmontana – Subsistema do Alto Sabor, para as Águas de Trás-os-Montes e Alto Douro, concretamente na elaboração de mapas de medições e orçamentação dos trabalhos projectados. Concluída essa primeira intervenção, desenvolvi os trabalhos de concepção e dimensionamento, a nível de Projecto de Execução, das Redes de Abastecimento de Água e de Drenagem de Águas Residuais do Estaleiro Definitivo da obra do Aproveitamento Hidroeléctrico do Baixo Sabor, trabalhos realizados com o apoio e coordenação do Prof. Eng. Luís Mendes. Por último, integrado numa equipa multidisciplinar constituída por técnicos de várias empresas ligadas em consórcio, e enquadrado pela Eng.ª Paula Almeida, pelo Prof. Eng. Alexandre Borga e pelo Prof. Eng. Luís Mendes, acompanhei os Estudos e Projectos da Frente de Drenagem Cais do Sodré-Alcântara – Interceptor Cais do Sodré – Alcântara II. Com a orientação do Prof. Eng. Luís Mendes, desenvolvi todos estes trabalhos de uma forma proveitosa, sempre com o auxílio de uma equipa formada em Hidráulica em plena actividade. Neste período usei a minha experiência profissional adquirida como Director de Obra na elaboração dos cálculos, elaboração das medições e conferência de desenhos.

Novos recursos tecnológicos aplicados às redes de abastecimento de água e de drenagem de águas residuais: tecnologias sem abertura de vala

A presente dissertação tem como objectivo a pesquisa sobre as tecnologias actuais e em desenvolvimento de detecção, inspecção e reabilitação de tubagens existentes e de instalação de novas tubagens, sem recorrer à abertura de vala. Na perspectiva do dono de obra, esta representa uma ferramenta para auxílio na ponderação e análise de métodos propostos e na tomada de decisão da sua adequação quer em termos técnicos e funcionais quer em termos económicos. Esta serve também para auxiliar a actividade de fiscalização de obras nomeadamente na inspecção, reabilitação e instalação de tubagens. Os temas, alvo de pesquisa são os quatro capítulos principais que compõem esta dissertação. O primeiro capítulo incide numa pesquisa sobre os métodos desenvolvidos para a inspecção do estado de conservação dos diversos tipos de tubagens enterradas. A pesquisa avançou conforme surgia a necessidade de alcançar novas tecnologias que permitissem transpor os novos obstáculos encontrados. O segundo capítulo aborda a complexidade da reabilitação de tubagens enterradas e o desenvolvimento das diversas técnicas que têm vindo a aumentar o "leque" de possibilidades e a facilitar a resolução dos diversos problemas. Ao analisar cada situação o método escolhido tem de assentar em quatro bases principais e manter o equilíbrio entre elas: a eficácia, o custo, a rapidez e o impacto à superfície. A detecção e localização de tubagens enterradas, tema desenvolvido no terceiro capítulo, é uma ferramenta fundamental na eliminação de problemas e custos desnecessários na fase de execução da obra. O seu domínio é fundamental e a sua problemática está na existência de interferências que prejudicam o desempenho dos equipamentos. O último capítulo descreve as principais tecnologias de perfuração para instalação de novas tubagens atendendo ao tipo de solo envolvente, diâmetro, material, extensão da tubagem a instalar ou do obstáculo a transpor e o impacto provocado à superfície.

Aplicação de ferramentas de simulação estocástica na área de planeamento de uma empresa de abastecimento de água

No presente trabalho procura-se evidenciar algumas soluções para aplicação de simulação estocástica num contexto de gestão dos ativos, aplicado a um sistema de abastecimento de água, tirando partido da informação disponível sobre a manutenção que vem realizando, ao longo dos anos. Procura-se também descrever como estas metodologias podem ser aplicadas noutros casos, futuramente, beneficiando ainda da recolha de informação de colaboradores da empresa, com experiência no cargo e com elevado conhecimento do funcionamento das infraestruturas. A simulação estocástica é uma área cujas ferramentas podem dar uma preciosa ajuda no processo de tomada de decisão. Por outro lado, as organizações preocupam-se, cada vez mais, com o tema da gestão de ativos e com os custos a si associados, começando a investir mais tempo e dinheiro nessa matéria com o objetivo de delinearem estratégias para aumentar o período de vida útil dos seus ativos e otimizarem os seus investimentos de renovação. Nesse contexto, evidencia-se que um adequado plano de intervenções de manutenção e operação é uma boa metodologia, para garantir a redução de falhas no sistema de abastecimento de uma empresa desse setor, bem como garantir que as infraestruturas se encontram em condições de funcionamento. Contudo, esta abordagem tradicional não será suficiente para garantir as melhores práticas e os objetivos que se pretendem alcançar com uma gestão de ativos atual. O trabalho inclui, ainda, um estudo de caso com que se aplicaram as ferramentas estudadas a um caso real de um grupo de bombagem, de uma das Estações Elevatórias da empresa.

Indicadores de desempenho das redes de abastecimento de água – aplicação prática ao município de Santiago do Cacém

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária

Abastecimento de água e drenagem de águas residuais no concelho de Cinfães

O presente relatório, desenvolvido no âmbito do estágio curricular realizado na Câmara Municipal de Cinfães, tem como objetivo caracterizar os sistemas de Abastecimento de Água e Drenagem de Água Residuais em Cinfães, analisando o seu funcionamento e a sustentabilidade de possíveis cenários futuros. Deste modo, o relatório inicia-se com a caracterização do Concelho, no seu enquadramento regional. Em seguida, são caracterizados os sistemas de água e saneamento, incluindo a evolução das redes de abastecimento, antes e depois da integração no sistema multimunicipal da Águas do Douro e Paiva (AdDP), de acordo com registos camarários. Nessa linha, foram analisados os problemas existentes e realizada uma caracterização da qualidade do serviço prestado atualmente, por ambos os sistemas. Tomando em consideração os dados de avaliação da Entidade Reguladora (ERSAR), conclui-se que os sistemas em causa estão ainda, de forma geral, aquém dos valores considerados de referência para a boa qualidade da prestação de serviços, em especial no que toca à cobertura dos serviços. Não obstante, por realização de um inquérito a uma amostra de 53 utentes dos sistemas de abastecimento de água e drenagem de águas residuais de Cinfães foi possível verificar que, o grau de satisfação é razoável ao nível da qualidade da água, garantia de pressões, níveis de falhas, rapidez de resposta na correção das mesmas e ainda das tarifas praticadas. Por último, é analisado um estudo, levado a cabo pelo consórcio Norteágua, para o grupo Águas de Portugal, relativamente à evolução dos sistemas de abastecimento de água e de drenagem e tratamento de águas residuais, em Cinfães. Neste capítulo, são abordadas situações de intervenção, propostas de evolução dos sistemas e estimativa de custos para essas soluções. Com base nesses elementos é feita uma avaliação simplificada da sustentabilidade económica dos sistemas na situação futura. Dessa análise foi possível concluir que a situação mais gravosa corresponde à drenagem e tratamento de águas residuais.

Estudo da turvação em rede de abastecimento de água a alta pressão no grande porto

A turvação é uma das principais preocupações das empresas de rede de distribuição de água potável. Para se saber a sua origem existem diversos mecanismos, sugeridos em bibliografia, que explicam a formação de depósitos de partículas nas tubagens, que se acumulam em camadas sobrepostas, criando entre si forças de coesão. A turvação pode surgir se o caudal ou a velocidade na tubagem aumentar, por alguma razão, pois um aumento da tensão de corte sobre o depósito, pode superar as forças de coesão levando à sua ressuspensão. Esta explicação é traduzida matematicamente pelo modelo PODDS (Prediction of Discolouration in Drinking Water Distribtuion System). O modelo PODDS foi compilado em EPANET recentemente por uma equipa de investigadores da Universidade de Sheffield e foi utilizado para fazer o estudo num ramal da empresa AdDP - Águas do Douro e Paiva, SA. Os resultados das simulações permitirão prever o caudal mínimo teórico a utilizar no ramal que origina o valor limite de turvação. Foram realizados ensaios de variação do caudal no ramal de Jovim-Ramalde para a calibração do modelo. Os parâmetros obtidos foram: Cmáx igual a 100 NTUm, b e n igual a 1, k é igual -1 NTUm3/N, e por fim, P igual a 0,0001 NTUm3/N.s. Após calibração do modelo realizaram-se simulações com atualização das forças de coesão para conhecer o caudal que provocaria a mobilização das partículas até uma turvação de 4 NTU e concluiu-se que o valor seria de 4,32 m3/s. O tempo necessário para regressar a valores inferiores a 1 NTU também foi determinado e 4 horas e 8 minutos foi o valor alcançado. Por fim realizou-se um estudo da influência da temperatura neste modelo e o resultado mostrou que este parâmetro é pouco influente para a gama de temperaturas considerada.