Estratégias de controle da velocidade de rotação de unidades de bombeamento de pivô central

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Salvador, Rodrigo Rafael
• Orientador(a): Colombo, Alberto
• Banca de defesa: Faria, Lessandro Coll, Diotto , Adriano Valentim
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
• Departamento: Escola de Engenharia
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Bombas centrífugas; Unidades de bombeamento; Pivô central; Energia elétrica - Consumo; Velocidade variável; Center pivot; Electric power consumption; Variable speed
• Área do conhecimento CNPq: Irrigação e drenagem
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/58160

Unidades de bombeamento de pivô central que operam com velocidade de rotação fixa são projetadas para atender o desnível topográfico da posição angular que requer a maior altura manométrica total. Em áreas onde os desníveis topográficos nas diferentes posições angulares da linha lateral apresentam grande variação, é possível reduz o consumo de energia do bombeamento com a utilização de um inversor de frequência. No entanto, o uso de inversores requer o desenvolvimento de estratégias para a variação da velocidade de rotação da bomba que não induzamdeficiências de pressão ao longo da linha lateral móvel que afetam a qualidade da irrigação.Dois pivôs centraiscom válvulas reguladoras depressão de 69kPa (10psi),que operam em terrenos de topografia acidentada foram considerados neste estudo: um de 15 torres, em Vila Propício-Goiás;e outro, de 7 torres, em Formiga-Minas Gerais. Estes pivôs foram submetidos a cinco estratégias de controle da velocidade de rotação da unidade de bombeamento, que envolvem diferentes combinações entre (i) a localização do ponto, ou pontos, decontrole da pressão e (ii) o valor de referência da pressão na posição de controle.Cada estratégia de foi avaliada pela adequação da distribuição espacial da pressão na linha lateral, conforme simulação do EPANET2.2, e o correspondente valor do consumo específico de energia (kWh/m3). Nos dois pivôs, a qualidade da irrigação foi prejudicada pela estratégia que associou o controle nas extremidades da linha lateral com um valor de referência de pressão igual ao comummente recomendado (130kPa) para as válvulas reguladoras utilizadas. No entanto, quando controle da pressão nas extremidades foi associado a valores de referência maiores que o recomendado (250 kPa em V. Propício e 200 kPa em Formiga), a qualidade da irrigação não foi afetada.O processo de otimização da posição ao longo da linha lateral na qual o controle da pressão deve se feitoindicou posições diferentes para os dois pivôs: 70emissordo 130 vão em V. Propício e 70 emissor do 60 vão em Formiga. No entanto, ovalor de referência recomendado para os dois pivôs foi semelhante: 192kPaem V. Propício e198 kPaem Formiga. No pivô de V. Propício, a redução do consumo de energia obtida com a estratégia baseada em valores otimizados da posição de controle e do valor de referência da pressãofoi maior (21%) que a obtida (17%)com o controle nas extremidades com um valor de referência de 192kPa.Em Formiga, as reduções no consumo de energia obtidas com estas mesmas estratégias foram praticamente iguais (34,3e 33,9%).Conclui-se que a variação da velocidade de rotação da bomba reduz o consumo de energia, mas deve ser feita com base em critérios adequados, que são característicos de cada situação considerada.