Desenvolvimento de uma turbina de fluxo reversível para uso em usina maremotriz com operação em duplo efeito.

Abstract

Este trabalho apresenta uma proposta de um modelo de turbina de fluxo reversível para o aproveitamento da energia potencial das marés. Sua aplicação no uso de barragens vem a aproveitar a energia potencial oriunda do movimento das marés durante a passagem da água ao reservatório durante a preamar, e sua característica auto retificadora permite o movimento de rotação no mesmo sentido quando a água retorna do reservatório ao oceano, garantindo uma operação de duplo-efeito da usina. O conceito, que foi baseado nas turbinas tipo Wells aplicadas em centrais de coluna de água oscilante (CAO), foi transferido para o caso da aplicação em hidrelétrica de baixas alturas de queda. Com os conceitos clássicos dos estudos de teoria das turbomáquinas e aerodinâmica pôde-se desenvolver um modelo de turbina axial utilizando de pás de perfil simétrico para a aplicação pretendida. Um modelo físico foi desenvolvido, prototipado e ensaiado numa bancada de testes no Laboratório Hidromecânico para Pequenas Centrais Hidrelétricas (LHPCH) da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Com isto, foram traçadas curvas de eficiência do modelo para diferentes parâmetros, na busca de melhor conhecer o perfil, destacar suas vantagens e apontar suas deficiências, com fins de sugestões futuras tanto para o equipamento de teste quanto o modelo de turbina em si. Foi também desenvolvido um modelo computacional semelhante ao modelo utilizado na bancada de testes, ensaiado em plataforma Ansys CFX 14.0. Com os resultados obtidos, pôde-se comparar o modelo de dinâmica dos fluidos computacional com o modelo experimental, e assim buscar a validação dos resultados. Este trabalho veio a apresentar uma inovação tecnológica que necessita ser bastante aprofundada, mas que apresenta uma opção de aproveitamento energético pouco, ou quase nulo, difundido no Brasil. Apesar de que sua aplicação pode não ser apenas direcionada ao uso em energia marémotriz, mas em qualquer aproveitamento hídrico de baixa queda. Sugestões serão apresentadas ao final deste trabalho.