Variação temporal do fator de perda de carga em sistemas fluido mecânicos provocada pela bioincrustação do mexilhão dourado : um estudo de caso

dc.creatorTâmara Rita Costa de Souza
dc.date.accessioned2023-06-15T18:50:43Z
dc.date.accessioned2025-09-08T22:56:46Z
dc.date.available2023-06-15T18:50:43Z
dc.date.issued2023-04-05
dc.description.abstractPumping systems, mainly those used in the water supply sector and in industrial and hydroelectric facilities, are commonly infested by the golden mussel. This causes an increase in maintenance operations (for example, system shutdowns for cleaning) which can lead to an increase in energy costs. The geographic expansion of the golden mussel in Latin America presents an economic risk, not only for the ecosystem in general, but also for the energy sector. The imminence of its spread in the Amazon, one of the main river basins in South America, is a matter of concern due to the problems that the bioinvasion of this species can cause. Given the lack of studies on the loss of energy efficiency in pumping systems impacted by the golden mussel, this study proposes a methodology to estimate the increase in energy consumption and pumping cost caused by bioinfestation. For the standardization of methods and development of calculations (new equations), evaluations of the available literature (on the growth of the golden mussel as a function of the time of bioinfestation) and an analysis of the dimensions (length and height) of a sample of available mussels were carried out. in the lab. It was also analyzed, in the field, the fixation preference (in terms of the choice of materials arranged) and the interference of the fixation depth. These data were used to calculate the roughness, generated by mussel biofouling in the pumping suction and discharge piping, necessary to determine the loss of energy efficiency (head loss, energy consumption and pumping cost). The methods were applied to a pumping station representative of the Brazilian Amazon, as a case study. The results show an average increase in economic indicators (consumption and pumping cost) after the system suffers bioinfestation. This total increase corresponded to 19% and 44% in the first and second years, respectively, reaching the stabilization of the pumping cost increase in 46%, in the 30 months of operation. Our results demonstrate the pioneering nature of the proposal, as these are the first quantitative data on the energy efficiency of pumping associated with bioinfestation by the golden mussel and evolution of the load loss factor. These results can also be used to estimate the cost increase caused by golden mussel bioinfestation in the raw water pumping systems of other facilities.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/54957
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEngenharia mecânica
dc.subjectMexilhão-dourado
dc.subjectCustos
dc.subjectEficiência energética
dc.subjectBombeamento de água
dc.subject.otherBioincrustação
dc.subject.otherCusto
dc.subject.otherEficiência energética
dc.subject.otherPreferência de fixação
dc.subject.otherProfundidade
dc.subject.otherSistemas de bombeamento
dc.titleVariação temporal do fator de perda de carga em sistemas fluido mecânicos provocada pela bioincrustação do mexilhão dourado : um estudo de caso
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Edna Maria de Faria Viana
local.contributor.advisor1Carlos Barreira Martinez
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5361181196979714
local.contributor.referee1Teofania Heloisa Dutra Amorim Vidigal
local.contributor.referee1Luiz Gustavo Martins da Silva
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4347250624517316
local.description.resumoOs sistemas de bombeamento, principalmente os utilizados no setor de abastecimento de água e em instalações industriais e hidrelétricas, são comumente infestados pelo mexilhão dourado. Isso causa um aumento de operações de manutenção (por exemplo, desligamentos do sistema para limpeza) que podem gerar um aumento do custo de energia. A expansão geográfica do mexilhão dourado na América Latina apresenta um risco econômico, não só para o ecossistema em geral, mas também para o setor de energia. A iminência de sua disseminação na Amazônia, uma das principais bacias hidrográficas da América do Sul, preocupa pelos problemas que a bioinvasão desta espécie pode causar. Dada a ausência de estudos sobre a perda de eficiência energética em sistemas de bombeamento impactados pelo mexilhão dourado, este estudo propõe um metodologia para estimar o aumento do consumo de energia e custo de bombeamento, causado pela bioinfestação. Para a padronização dos métodos e desenvolvimento de cálculos (novas equações), foram feitas avaliações da literatura disponível (sobre o crescimento do mexilhão dourado em função do tempo de bioinfestação) e uma análise das dimensões (comprimento e altura) de um amostra de mexilhões disponíveis no laboratório. Também foi analisado, em campo, preferência de fixação (quanto à escolha dos materiais dispostos) e interferência da profundidade de fixação. Esses dados foram usados para calcular a rugosidade, gerada pela bioincrustação de mexilhão na sucção do bombeamento e na tubulação de descarga, necessária para determinar a perda de eficiência energética (perda de carga, consumo de energia e custo de bombeamento). Os métodos foram aplicados a uma estação elevatória representativa da Amazônia brasileira, como estudo de caso. Os resultados mostram um aumento médio nos indicadores econômicos (consumo e custo de bombeamento) após o sistema sofrer bioinfestação. Este aumento total correspondeu a 19% e 44% nos primeiro e segundo anos, respectivamente, atingindo a estabilização do aumento do custo de bombeamento em 46%, nos 30 meses de operação. Nossos resultados demonstram o pioneirismo da proposta, já que estes são os primeiros dados quantitativos sobre a eficiência energética do bombeamento associados à bioinfestação pelo mexilhão dourado e a evolução do fator de perda de carga. Esses resultados também podem ser usados para estimar o aumento de custos causado pela bioinfestação de mexilhão dourado no bombeamento de água bruta sistemas de outras instalações.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0076-4521
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica

Arquivos

Pacote original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
TESE FINAL - TÂMARA RITA COSTA DE SOUZA.pdf
Tamanho:
20.17 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Licença do pacote

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
license.txt
Tamanho:
2.07 KB
Formato:
Plain Text
Descrição: