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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-10012024-085412
Document
Author
Full name
Gabriel Kimito Kiyohara
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Zachariadis, Demetrio Cornilios (President)
Lima, João de Sá Brasil
Mierzwa, José Carlos
Title in Portuguese
Desassoreador eólico-solar com captação autônoma de energia.
Keywords in Portuguese
Deposição de sedimentos
Desassoreamento
Energia eólica
Energia fotovoltaica
Abstract in Portuguese
O assoreamento é um fenômeno que afeta a todos os corpos de água tanto naturais como artificiais, degradando-os e reduzindo seu volume útil. As técnicas atualmente empregadas em seu combate seguem uma metodologia corretiva intensiva e fazem uso de queima de combustíveis fósseis, os quais têm despertado diversas iniciativas para substituí-los por fontes diversas. Nesse contexto, o presente trabalho trata do projeto básico de um sistema de desassoreamento de reservatórios dágua cujo aporte energético é feito por aerogeradores e painéis solares. Com isso, o desassoreador tem por finalidade operar a longo prazo de forma preventiva, ao invés de realizar limpezas esporádicas emergenciais do reservatório. Informações da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp), sobre operações de dragagem, e dados de fabricantes de equipamentos de bombeamento foram utilizados para elaborar um modelo matemático para estimar as vazões obtidas considerando diferentes formas construtivas do sistema. Com base em dados sobre regimes eólicos e solares obtidos do Centro de Referência para as Energias Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito (CRESESB), estimou-se o desempenho anual de algumas configurações estudadas. Ao compará-lo às necessidades médias de alguns reservatórios conhecidos, foi possível dimensionar a quantidade de unidades suficientes para prevenir a perda de volume útil devido ao assoreamento. Por exemplo, uma balsa equipada com uma bomba submersível de 1cv, três painéis fotovoltaicos de 2m² e uma turbina de eixo vertical de 500W teria capacidade estimada de aspirar cerca de 213 m³ por ano; para comparação, isso é mais de quatro vezes a taxa de deposição de uma lagoa de estabilização como a de Jacaré no município de Cabreúva-SP, que recebe cerca de 47m³ de partículas sólidas por ano. Foram utilizadas extrapolações de alguns dados empíricos para completar os modelos e, diante da sensibilidade percebida, ficou evidente a necessidade de verificações experimentais para melhorar a precisão dos cálculos.
Title in English
Wind-solar desilter with autonomous energy gathering.
Keywords in English
Desilting
Photovoltaic
Silting
Wind power
Abstract in English
Silting is a phenomenon which affects all bodies of water both natural and artificial, degrading and reducing their working volume. The current techniques employed in its mitigation follow a corrective intensive method, and burn fóssil fuels which are bringing up several initiatives aiming at substituting them for a variety of energy sources. In such a contexto, this paper presents the basic Project of a desilting system for water reservoirs whose energy supply is obtained from Wind turbines and solar panels. In doing so, the desilter aims for long term operation and preventive action, instead of performing sporadic emergency reservoir cleansing. Information from Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp, São Paulo States sanitation company), about dredging operations, and data from pumping equipment manufacturers were used to create a mathematical model to estimate the flow performed by diferente arrangements of the system. Based on data on the Wind and solar regimen given by Centro de Referência para as Energias Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito (CRESESB) database, the anual performances for each arrangement were estimated. By comparing them with the average needs of some known reservoirs, it was possible to dimension the number of units needed to prevent the working volume losses due to silting. For example, a vessel equipped with one 1cv submersible pump three 2m2 photovoltaic panels and a 500W vertical axle windturbine would be able to collect an estimated volume of 213m3 of solid particles per year; in comparison, it is four times higher than the depositionm inflow for the stabilization pond located at Jacaré in the city of Cabreúva-SP, which receives about 47m3 per year. Some empirical data were extrapolated in order to complete the models and, in face of the perceived sensibility, it bacame evidente that further experimental verifications will be necessary to improve the calculations precision.
 
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Publishing Date
2024-01-11
 
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