FOLHA DE IDENTIFICAÇÃO 1. TÍTULO OTIMIZAÇÃO ENERGÉTICA EM ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUA POTÁVEL INSTALADOS E M OPERAÇÃO NO SEMASA Autores: Eng o. Milton Joseph Assitente de Diretoria de Manutenção e Operação Engenheiro Civil. Eng o. Dovilio Ferrari Filho - Encarregado de Hidrometria Engenheiro Eletricista. Apresentador: Engº Dovilio Ferrari Filho. Endereço para correspondência: Milton Joseph Rua Paulo Novaes, 391 -SANTO ANDRÉ SP CEP 9172-42 Fone: (11) 4433-9877 Fax (11) 4433-9773, miltonlj@semasa.sp.gov.br. Dovilio Ferrari Filho - Rua Oswaldo Cruz, 99 - SANTO ANDRÉ SP - CEP 9185-44 Fone: (11) 4433-9713 Fax (11) 4433-9767, doviliff@semasa.sp.gov.br. Declaramos estar ciente dos princípios gerais que regulamenta a VII Exposição de Experiências Municipais em Saneamento submetendo-os as condições estabelecidas pelo "Regulamento 24 para Apresentação de Trabalhos Técnicos" da 34.ª Assembléia Nacional da ASSEMAE. Engº Dovilio Ferrari Filho Engº Miltom Joseph 1
2. SÍNTESE Este trabalho trata do caso prático de otimização energética em estações elevatórias de água potável instalados e em operação no SEMASA, visando a redução dos custos de insumos energéticos, aumento da disponibilidade dos equipamentos, da produtividade e confiabilidade das estações elevatórias no sistema de abastecimento da cidade de Santo André SP, sem alteração da capacidade instalada. 3. OBJETIVOS: Otimização energética com instalação e aplicação de Inversores de Frequência e controle supervisório à distância, nas estações elevatórias de água potável do Parque Erasmo Assunção, Camilópolis e Vila Vitória, locais onde não houve alteração das características dos conjuntos moto bombas antes e depois da instalação dos inversores de potência. 4. DESCRIÇÃO E DETALHAMENTO: Trata-se de trabalhos desenvolvidos nas estações elevatórias de água potável instaladas e operando nos Centros de Reservação Parque Erasmo, Camilópolis e Vila Vitória, sendo responsáveis pelo abastecimento de 147. habitantes, 23 % dos 65. habitantes do município de Santo André. 4.1. População atendida: LOCAL HABITANTES CONSUMO MÉDIO DIÁRIO (l/s) Pq.Erasmo 47. 8 Camilópolis 45. 13 Vila Vitória 55. 155 4.2. Características técnicas: LOCAL CARGA INSTALADA DESCRIÇÃO TENSÃO M1 M2 M3 ACIONAMENTO ELÉTRICO (V) Marca (CV) Marca (CV) Marca (CV) TIPO Instalação Pq.Erasmo Motor Inv.de ass.trifásico 4polos 44 BÚFALO 125 WEG 1 ARNO 125 Frequencia Mai/99 Camilópolis Motor Inv.de ass.trifásico 4polos 44 ARNO 1 BÚFALO 1 Frequencia Jul/ Vila Vitória Motor Inv.de ass.trifásico 4polos 44 BUFALO 15 BUFALO 15 WEG 15 Frequencia Ago/ 2
4.3. Impacto Sócio Ambiental: Com a implementação de inversores de frequencia na operação dos conjunto moto bomba, parametrizados para o controle de pressão de recalque e em conjunto com o sistema de supervisão à distância (Telemetria / Telecomando), constatou-se um maior controle operacional do circuito hidráulico de cada estação elevatória, aumentando a flexibilização operacional, impactando numa maior confiabilidade do sistema, e distribuição mais equitativa de pressões em toda a rede de recalque, reduzindo drasticamente as tensões nas tubulações e consequente redução das perdas por vazamento. 4.4. Treinamento: Em virtude da inovação tecnológica envolvida, todos os servidores da Autarquia foram treinados pelo fabricante dos acionamentos (in company) e pelo integrador do sistema. 4.5. Investimentos: Foram investidos R$ 27., nas áreas especificamente na troca do sistema de acionamento convencional (Chaves compensadoras) para acionamento em estado sólido (Inversores de Frequencia), bem como na integração ao sistema de supervisão e controle. 4.6. Economia de Energia Elétrica: Com a implantação dos acionamentos e controle sistêmico, conseguiu-se uma economia média da ordem de 22% nas instalações, com pontas de índices maiores em função também otimização operacional do setor de abastecimento, conforme quadro resumo: Pq.Erasmo Camilópolis Vila Vitória ANÁLISE DE CONSUMO (KWh) ANTES DA OPERAÇÃO DO INVERSOR DE FREQUENCIA VALOR MÉDIO 63.63 36.675 132.14 DESVIO PADRÃO 6.85 3.276 13.974 APÓS O ÍNICIO DE OPERAÇÃO DO INVERSOR DE FREQUENCIA VALORE MÉDIO 48.359 24.493 13.895 DESVIO PADRÃO 6.99 2.599 1.15 REDUÇÃO MÉDIA DE CONSUMO(KWh) 15.271 12.182 28.119 REDUÇÃO DE CONSUMO MÉDIO (%) 24, 33,22 21,3 Redução no consumo de energia (KWh/ano) 183.248,2 146.187,6 337.423, Redução Total no consumo de energia (KWh/ano) 666.858,8 3
5. METAS Os trabalhos desenvolvidos foram aplicados nas demais estações elevatórias da Autarquia, sendo uma das principais metas a ser proposta e desenvolvida, é a substituição dos atuais conjuntos motor bomba instalados, por equipamentos com maior rendimento nos pontos de trabalho específicos. Uma das medidas que já vem sendo adotada na aquisição de motores elétricos impõem que os mesmos devem, obrigatoriamente, ser de alto rendimento. 6. PERÍODOS: Os períodos de avaliação são os relacionados no quadro abaixo: ANO MÊS Pq.Erasmo Camilópolis Vila Vitória DEMANDA CONSUMO DEMANDA CONSUMO DEMANDA CONSUMO (KW) (KWh) (KW) (KWh) (KW) (KWh) 1 1998 SET 6.48 34.65 116.55 2 1998 OUT 61.425 36.225 117.6 3 1998 NOV 68.985 39.9 133.35 4 1998 DEZ 61.11 34.125 116.55 5 1999 JAN 75.6 4.95 154.875 6 1999 FEV 6.165 33.6 127.5 7 1999 MAR 56.385 33.6 128.1 8 1999 ABR 64.89 38.85 147.525 9 1999 MAI 52.92 35.175 125.475 1 1999 JUN 52.65 35.175 123.375 11 1999 JUL 52.29 36.225 123.375 12 1999 AGO 55.125 37.275 129.675 13 1999 SET 52.65 36.75 123.375 14 1999 OUT 57.15 37.275 132.3 15 1999 NOV 56.7 35.175 129.675 16 2 JAN 139,6 54.75 84, 42. 299,3 153.3 17 2 FEV 154,4 62.16 84, 32.25 39,8 124.95 18 2 MAR 157,5 71.82 84, 45.15 312,9 131.775 19 2 ABR 154, 59.229 125, 35.175 281,2 173.775 2 2 MAI 131, 57.15 84, 38.325 39,8 137.55 21 2 JUN 131, 61.11 18, 32.55 33, 125.475 22 2 JUL 131,2 51.975 125, 26.775 281,2 128.625 23 2 AGO 16,7 48.51 125, 27.825 291,4 113.925 4
ANO MÊS Pq.Erasmo Camilópolis Vila Vitória DEMANDA CONSUMO DEMANDA CONSUMO DEMANDA CONSUMO (KW) (KWh) (KW) (KWh) (KW) (KWh) 24 2 SET 135, 56.7 89,3 26.775 294, 112.35 25 2 OUT 48, 49.77 75,9 29.4 236,3 117.6 26 2 NOV 144,6 51.975 75,9 24.675 281,2 11.775 27 2 DEZ 144,6 53.235 75,9 26.25 252, 19.725 28 21 JAN 151,2 45.99 84, 26.775 246,8 117.6 29 21 FEV 148,1 51.66 68,3 21.525 246,8 113.4 3 21 MAR 16,7 42.21 136,5 24.15 246,8 16.5 31 21 ABR 157,5 43.155 89,3 26.775 244,1 121.8 32 21 MAI 16,7 42.84 94,5 27.3 246,8 13.95 33 21 JUN 154,4 45.36 51,2 25.544 241, 11.325 34 21 JUL 148,1 47.565 8,2 26.717 231, 89.114 35 21 AGO 8,1 39575 5,8 22.781 232,3 87.57 36 21 SET 11,8 455 64,7 23.654 228,1 91.618 37 21 OUT 76,4 487 84,4 25.546 228,9 89.435 38 21 NOV 86,7 35875 84,4 23.234 228,9 89.435 39 21 DEZ 146,9 37912 51,2 23.29 218, 84.951 4 22 JAN 138,1 41.645 84, 27.191 31, 1.781 41 22 FEV 149,4 4.72 79,8 25.453 331, 16.72 42 22 MAR 138,1 38.666 83,2 22.796 3,7 13.631 43 22 ABR 81,9 43.93 67,6 2.958 315, 13.42 44 22 MAI 82,2 46.928 77,3 22.128 334, 18.425 45 22 JUN 82,7 43.788 43,3 21.412 233,9 95.54 46 22 JUL 81,4 46.34 43,3 19.896 32,5 95.44 47 22 AGO 141,1 45.633 375,5 23.5 318,8 92.657 48 22 SET 142,9 47.449 33,9 26.537 319,6 13.114 49 22 OUT 84,7 48.959 45,4 21.613 299, 93.24 5 22 NOV 83,2 41.61 45,7 19.57 299, 87.354 51 22 DEZ 124,5 42.597 8,6 2.267 299, 11.284 52 23 JAN 79,4 47.48 43, 22.442 299, 16.54 53 23 FEV 148,4 45.636 56,4 2.76 299, 18.761 54 23 MAR 129,8 52.394 79,8 29.54 299, 14.685 55 23 ABR 78,4 46.17 59,7 24.235 299, 11.418 56 23 MAI 79,4 47.856 81,1 24.11 299, 112.54 5
ANO MÊS Pq.Erasmo Camilópolis Vila Vitória DEMANDA CONSUMO DEMANDA CONSUMO DEMANDA CONSUMO (KW) (KWh) (KW) (KWh) (KW) (KWh) 57 23 JUN 79,6 47.566 5,7 27.358 299, 116.339 58 23 JUL 1,8 44.19 49,1 24.799 299, 11.651 59 23 AGO 1,3 44.6 48,6 24.493 299, 17.664 6 23 SET 8,9 44.95 49,4 25.55 313,3 117.988 61 23 OUT 79,1 47.114 74,9 26.595 299, 114.55 VALORE MÉDIO TOTAL 119,4 5.362 88,5 28.687 282,7 114.36 DESVIO PADÃO TOTAL 33,1 8.584 61,1 6.483 34,1 17.81 ANÁLISE DE RETORNO DE INVESTIMENTO Energético Redução Total no consumo de energia (KWh) 666.858,8 Custo da Energia Consumida (R$/KWh),1482825 Redução Total no consumo de energia (R$) 98.883,49 Investimento Investimento (R$) 27., Inflação Média no Período - IGP-M 65,26 (MAI/99-JUL/-AGO/ até DEZ/3 Investimento Corrigida até DEZ/3 (R$) 446.22, Retorno do Investimento (anos) 4,51 GRÁFICOS: ANEXO I FOTOS: ANEXO II ANEXO I.1 Parque Erasmo ANEXO II.1 Parque Erasmo ANEXO I.2 Camilópolis ANEXO II.2 Camilópolis ANEXO 1.3 Vila Vitória ANEXO 1I.3 Vila Vitória 6
ANEXO I.1 Parque Erasmo 8. Parque Erasmo - Antes do ínicio de operação 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. 1 2 3 4 5 6 7 8 8. Parque Erasmo - Após ínicio de Operação 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. 1 3 5 7 9 11131517192123252729313335373941434547495153 7
ANEXO I.2 Camilópolis 5. 45. 4. 35. 3. 25. 2. 15. 1. 5. Camilópolis - Antes do ínicio de operação 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 5. 45. 4. 35. 3. 25. 2. 15. 1. 5. Camilópolis - Após ínicio de operação 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 8
ANEXO 1.3 Vila Vitória Vila Vitória - Antes do ínicio de operação 2. 18. 16. 14. 12. 1. 8. 6. 4. 2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 2. 18. 16. 14. 12. 1. 8. 6. 4. 2. Vila Vitória - Após ínicio de operação 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 9
-DATA SHOW -PC DRIVE CD -POWER POINT EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PARA APRESENTAÇÃO: 1