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João Pedro Rodrigues Pimenta

1. 99 E Automatizac o da inje o de hipoclorito de S dIO ooocccocncnonnconocncooonnnonnnonononononanonnnnninos 100 xii ndice de Figuras Figura 1 Perspetiva cronol gica do Grupo EDP EDP 2014 eres 5 Figura 2 Cadeia de Valor do Grupo EDP EDP 201 4 oonococcccccococacinocncnonncononncnonnnconnnonononononnnconnnonnns 6 Figura 3 Central Termoel trica de Lares ooocococcoccnonocncooocnnnonnnonnnconnnnonnnnnonnnncnonnnnonnncnnnnnconnnnnonancnns 9 Figura 4 Processo produtivo da Central Termoel trica de Lares 12 Figura 5 Turbina a g s Figura 6 Turbina a vapor occocconocncnoonnononnnononnnonnnnnonnnnnonnnnonnnncnnnnnnonnncnnnons 13 Figura 7 Chamin de um dos grupos da Central Termoel trica de Lares 14 Figura 8 Torre de arrefecimento com tiragem Natural oooococccnnccncnonncononnnoonnnononanononncinnnnonnnncinos 20 Figura 9 Torre de arrefecimento com tiragem Mec niCa ccooccococncoonnnononnnononnnonnnnonnnnnonnnncnonnnonnnncons 20 Figura 10 Torre de tiragem mec nica por insuflac o ocococccnoonnnnonncononnnonnnnononnnonnnnnonnnnononanocnnncnnnons 21 Figura 11 Torre de arrefecimento da Central Termoel trica de LareS ccoconnocccinccncnoccnononnnocanncnnnons 29 Figura 12 Ventilador de uma unidade de arrefecimento da Torre de Arrefecimento da Central O 31 Figura 13 Circuito de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares 32 Figura 14 Localiza o geogr fica da Ce
2. Bacia da torre LL Agua ary arefecida El Pur n a 8 gua a arrefecida A ga Figura 8 Torre de arrefecimento com tiragem natural Figura 9 Torre de arrefecimento com tiragem mec nica Teixeira et al 1997 Teixeira et al 1997 Devido necessidade da introdu o do ar as torres que utilizam a tiragem natural comp em se por grandes chamin s de bet o Para levar a cabo tal fun o o tamanho destas ter de ser substancial podendo chegar aos 152 m de altura e 122 m do di metro da base Daqui se percebe que elas s o utilizadas em geral para caudais de gua acima dos 757 m min sendo pois utilizadas em centrais t rmicas que precisam de um enorme volume de gua arrefecida Haslego 2010 Neste tipo de torres com circula o gua ar em contracorrente a diferen a dos pesos espec ficos entre a mistura de ar que sai do enchimento e o ar exterior sendo este mais quente que origina que a circula o de ar dentro da torre ocorra por convec o natural Este tipo de torres tem como vantagens um elevado rendimento t rmico e um ru do reduzido No entanto geralmente t m como j apontado uma altura muito elevada formam nevoeiro sa da da torre podendo originar uma maior altera o na atmosfera local nomeadamente nas altera es clim ticas locais e t m de suportar excessivas for as do vento Stanford 2003 Para torres de arrefecimento de tiragem natural em corrente cruz
3. eof ee o olho ce erop o 0 10000 20000 30000 40000 50000 Condutividade uS cm Figura 17 Relac o entre condutividade e durezas total e c lcica Quando se observa a relac o entre as durezas total e c lcica com a condutividade a relac o estabelecida diretamente proporcional em ambas as durezas analisadas uma vez que quando a condutividade aumenta a dureza total e a c lcica da gua tamb m aumentam Isto pode ser explicado pelo facto de na gua salgada sob forma i nica existirem os metais alcalino terrosos dissolvidos nomeadamente c lcio e magn sio Estes i es s o os respons veis pelo aumento da dureza total de uma gua uma vez que h a fus o de ambas as guas doce e salgada e a gua de compensa o assim vari vel Sendo a dureza total representante da soma das concentra es de c lcio e magn sio presentes 38 esta maior do que a dureza c lcica uma vez que esta apenas representa a concentrac o de c lcio existente na gua No que respeita diferenca de declive taxa de aumento entre as durezas sendo que a dureza total tem um declive maior do que a c lcica isto pode advir da gua do mar ser a grande respons vel pela variac o e heterogeneidade da gua de captac o resultante da constante alterac o das mar s e ter na sua composic o uma concentrac o de magn sio cerca de tr s vezes maior do que a concentrac o de c lcio 1 30 g L e 0 41 g L respetivamente como se pode verific
4. Existem bact rias presentes naturalmente na gua que t m pouco significado na sa de p blica No entanto pode surgir uma elevada contagem de col nias sobretudo em zonas de maior estagna o dos sistemas de distribui o de gua World Health Organization 2003 que na sua larga maioria n o causam qualquer doen a em pessoas saud veis Contudo n o se pode ignorar a exist ncia de microrganismos aos que s o respons veis por doen as graves nos seres humanos como a Legionella e a Naegleria 47 48 3 Produtos Qu micos 50 3 1 Anti incrustante 3 1 1 Prop sito Num circuito de gua de arrefecimento comum ocorrer acumula o de materiais org nicos e inorg nicos indesej veis no equipamento A sua presenca nas superficies respons vel por tr s fatores que t m um efeito negativo na efici ncia do equipamento e consequentemente de todo o processo produtivo de energia el trica sendo tamb m respons veis por um consumo adicional de energia representando assim custos acrescidos Os efeitos da presen a destes s lidos s o e Aumento da rugosidade da superf cie reduzindo a rea de passagem do fluido aumentando assim as perdas de carga e Diminui o da transfer ncia de calor uma vez que a incrusta o gera uma resist ncia adicional e Aumento da probabilidade de ocorr ncia de processos corrosivos devido ao aumento da concentra o de s lidos na gua promovida pela exist ncia de dep sito
5. ao leito do rio Mondego apresentam um pH compreendido entre 5 6 a 6 5 sendo estes valores um 39 tanto inferiores aos resultados obtidos No entanto deve se ainda ter em conta que o mesmo rio atravessa uma formac o geol gica carbonatada cujo pH se situa entre valores de 7 4 e 8 5 t picos de solos dominantemente alcalinos Freitas F C 1984 Por este mesmo motivo n o ser portanto de estranhar que os valores m nimos obtidos neste estudo para amostras consideradas guas doces apresentem valores de pH pr ximos da neutralidade superiores aos dos dep sitos aluvionares referidos 5 6 a 6 5 Quando se verificam valores mais elevados de condutividade observa se um aumento do valor do pH Isto explica se por n o ser apenas a localizac o a respons vel pelo aumento do valor de pH mas tamb m a concentrac o da gua do mar existente na amostra Pode aferir se que medida que a gua salgada se mistura com a gua doce consequente do aumento da mar o pH da amostra aumenta Isto pode ser justific vel uma vez que o pH do oceano tem valores entre 7 9 e 9 0 sendo alcalino devido presen a de i es alcalinos em maior quantidade tendo por isso um valor de pH superior gua doce Zeebe 2009 Assim quando a gua salgada toma certas propor es perante a gua doce faz com que a gua de compensa o atinja um valor de pH superior 2 3 3 Enquadramento Geol gico A zona do ponto de vista geol gico na qual se encontra a b
6. este transforma a em energia el trica Esta transforma o prov m de fen menos eletromagn ticos descritos pela lei de Faraday Lenz que afirma que ao submeter se um enrolamento influ ncia de um campo magn tico vari vel produzida uma tens o aos seus terminais OpenStax 2014 Finalmente segundo documentos da EDP Produ o a energia el trica obtida encaminhada para um transformador que transfere a corrente el trica para o valor adequado para seguir para a REN Redes Energ ticas Nacionais no n vel de tens o de 400 kV que distribui a energia el trica e faz com que seja utilizada pela popula o no dia a dia No entanto como j se referiu a estas tecnologias necess rio juntar outras para que o processo de produ o de energia el trica seja mais eficiente Para isso necess rio perceber o papel que t m os equipamentos auxiliares no que a este assunto diz respeito O vapor que se encontra na turbina a vapor atravessa o condensador passando de novo ao estado l quido e volta caldeira de recupera o de calor sendo por isso denominado como circuito de ciclo fechado O condensador encontra se sob v cuo e a permuta de calor efetuada com uma fonte fria a gua que prov m da torre de arrefecimento As purgas s o partes de correntes que s o rejeitadas para o exterior que permitem que a massa de inertes introduzidos no processo juntamente com a alimenta o seja eliminada do processo produtivo Lakos 2014
7. Elas est o assim presentes ao longo do processo de forma a retirar e depositar no meio ambiente os sedimentos acumulados que podem ser respons veis por poss veis danos nos equipamentos No que aos aspetos ambientais diz respeito tendo por base documentos da Central Termoel trica de Lares tem se que as reduzidas emiss es espec ficas de poluentes atmosf ricas designadamente SO NO CO e part culas t m um efeito muito positivo na melhoria do desempenho ambiental do sistema electroprodutor Tem se tamb m relativamente ao ruido ambiente em considera o diversas 15 soluc es de minimizac o e insonorizac o para que nos limites da Central Termoel trica de Lares o nivel de ru do gerado seja sempre inferior a 65 dB Por fim pela DA 2013 da Central Termoel trica de Lares salienta se que cada grupo da central consome 58 32 t h de g s natural correspondendo referido emiss o a um consumo espec fico nominal de 6233 kJ kWh sendo a sua efici ncia de convers o energ tica de 57 76 Quando se utiliza gas leo a pot ncia el trica unit ria na emiss o de 423 76 MW consumindo se 70 08 t h e um consumo espec fico nominal referido emiss o de 7040 kJ kWh sendo a sua efici ncia de convers o energ tica de 51 14 16 2 Sistema de Arrefecimento da Central Termoel trica de Lares 18 2 1 Circuitos de Arrefecimento Devido atual preocupac o com o consumo racional de energia e com o impacte ambiental do
8. gua o comportamento do primeiro id ntico ao do cloro mas com menor efic cia e os efeitos secund rios n o s o t o conhecidos embora existam alguns microrganismos resistentes ao cloro que s o eliminados pelo bromo uma vez que este det m um poder algicida muito superior e um incremento superior quanto ao efeito da temperatura no seu poder desinfetante J o iodo tem um menor poder oxidante em rela o ao cloro bem como uma menor solubilidade em gua e uma menor extens o de hidr lise que o cloro tendo contudo a vantagem de n o ser t xico para os humanos nas concentra es usadas O ozono no programa de desinfe o tem caracteristicas bactericidas superiores s do cloro e a sua atua o n o influenciada pelo pH Este tamb m oxida a mat ria org nica e os redutores 70 inorg nicos sendo uma boa alternativa para remover sabores cheiros e cor Quanto a inconvenientes o ozono n o permite concentrac es residuais de desinfetante que acautelem uma nova contaminac o As doses tipicas de ozono a aplicar na amostra v o de 0 1 mg L a 5 mg L Para reduc es de virus de 99 9 o tempo de contacto varia de 0 3 min mg L a 1 min mg L sendo menor para bact rias e mais elevadas para gi rdia Na utilizac o da radiac o UV para desinfec o pratica se a exposic o de uma pel cula de gua a uma luz proveniente de uma l mpada de vapor de merc rio emitindo na gama de comprimentos de onda entre os 180 nm e os 360 nm sendo a m
9. xima efici ncia a 254 nm com l mpadas de merc rio de baixa press o monocrom ticas No que toca a bact rias e virus esta metodologia de desinfe o muito eficaz e n o provoca problemas de odor nem de sabor Finalizando a desinfe o atrav s de permanganato de pot ssio KMnO s se recorre caso se pretenda agregadamente a supress o de cheiros e sabores As suas propriedades desinfetantes s o muito eficazes sendo no entanto economicamente de dif cil utiliza o Brito et al 2010 3 3 2 Proposta de controlo Por tudo o que foi apurado com o trabalho experimental desenvolvido pode concluir se que para que esteja garantida a desinfe o total da gua de arrefecimento necess rio que exista uma concentra o de hipoclorito de s dio de 0 5 mg L N o esquecendo que 2 mg L ser a concentra o m xima para que este produto qu mico n o se torne corrosivo para os equipamentos Gubar amp Kozlova 1967 foi assim tra ada a amplitude referente concentra o do hipoclorito de s dio no sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares entre 0 5 e 2 mg L tem se o intervalo ideal de desinfe o Para garantir que estes valores referenciais s o sempre observados prop e se a instala o de um aparelho de monitoriza o e controlo em cont nuo dos valores de cloro residual livre em ambas as bacias Estes instrumentos com microprocessador s o capazes de monitorizar continuamente a concentra o de cloro num
10. 412 Tabela 4 Volume gasto de produtos qu micos com o tratamento proposto at 2013 2011 2013 TOTAL Anti Incrustante 0 0 cido clor drico 124 791 167 336 448 896 Biodispersante 0 0 0 Bissulfito de s dio Anti Espuma TOTAL M dia anual 158 311 154 288 230 046 78 135 133 93 662 617 152 Como possivel observar com a utilizac o do tratamento atual no periodo referido acima foram consumidos cerca de 750 m de produtos qu micos com a repartic o observada na Tabela 3 o que se traduz numa m dia anual de cerca de 185 m Como verificado os produtos mais utilizados s o o hipoclorito de s dio bem como os que s o dependentes da utilizac o deste cido cloridrico e bissulfito de s dio Este resultado seria espect vel na medida em que o hipoclorito o produto primordial no processo de desinfe o adicionado no sistema de arrefecimento todos os dias minimo duas vezes por dia e s o os seus valores de concentra o que servem de referencial para a utiliza o dos demais produtos com ele diretamente relacionados No que respeita aos demais produtos a aplicar no tratamento da gua de arrefecimento anti incrustante e biodispersante estes n o s o obrigatoriamente adicionados diariamente o anti incrustante adicionado quando a torre de arrefecimento se encontra em funcionamento e o biodispersante adicionado sem
11. CaCO A Gccos na Equa o 6 o valor de alcalinidade total expressa como CaCO Todos os valores anteriormente referidos est o expressos com mg L pH 93 4 B C D Equac o 2 A 0 1x 1 lg Equac o 3 i 8 mg L T m B 34 55 13 12 x lg Equac o 4 C 0 4 g CaZico Equac o 5 53 D 1g Alccaco Equa o 6 Quando S7D gt 10 g L usa se a Equa o 7 Nesta o pH o pH da gua o pCa o logaritmo negativo da concentra o de c lcio em mg L o pAlc o logaritmo negativo da concentra o de alcalinidade total em mg L o K a constante em fun o da temperatura da gua e da sua for a i nica Anexo A S amp DSI pH pCa pAlc K Equac o 7 Quando o valor do indice de saturac o positivo a agua em an lise tem tend ncia incrustante Quando este negativo tem tend ncia corrosiva CSM 2010 Na Tabela 1 encontram se os intervalos de ndice de Saturac o S normalmente considerados e os seus significados Tabela 1 Intervalos de valores de Se respetivos significados ndice de Saturac o Indicac o Incrustac o severa Incrustac o moderada Incrustac o suave Incrustac o muito suave Equilibrio Corros o suave Corros o moderada Corros o severa No que respeita corros o sendo que as bacias de capta o s o de bet o este fen meno n o preocupante uma vez que este material n o corroido pela gua porqu
12. Plant from DP Produc o at its electric power production process has a cooling system where the water used is submitted to a chemical treatment The present dissertation aimed to study and optimize the treatment process taking in to account the function and the efficiency of the chemical products applied One of the main equipment of the system is the cooling tower where the water used to counterbalance the losses caused by evaporation is seized from Mondego s river The chemical products applied in the cooling water treatment are anti fouling product biodispersant sodium hypochlorite and hydrochloric acid Concerning biodispersant and sodium hypochlorite applied as disinfectant the study consisted in microbiological analysis and value of residual free chlorine determinations It was found that the maximum value of the Saturation Index was achieved by the compensation water presenting a value of 0 4 which reveals the absence of water fouling trend Regarding the biodispersant it was verified that its supplying is not necessary in the presence of enough quantity of sodium hypochlorine since the samples did not possess microorganisms It was concluded from the obtained results that there s no need to apply either anti fouling or biodispersant product when the disinfection and cleansing of the system are assured It is suggested a 15 reduction of the sodium hypochlorite currently applied as well as the consumption of hydrochloric acid an
13. apresentados foi recolhido ao longo de um dia Esta tend ncia pode 37 ser explicada pelas diferentes temperaturas a que normalmente a gua doce e a gua salgada se encontram A temperatura m dia da gua salgada mais baixa do que a temperatura m dia da gua doce estuarina Science Learning 2010 Dai compreende se que quanto mais gua do mar existir na amostra maior a condutividade logo menor ser o valor da temperatura Note se que todos os valores de temperatura das amostras utilizadas para este estudo se encontram entre 19 C e 26 C sendo a temperatura minima obtida com o valor m ximo de condutividade praticamente s gua salgada e sendo esta coerente com o valor da temperatura da gua do mar no dia em que se decorreu este registo 14 de julho de 2013 Instituto Hidrogr fico 2014 J a temperatura m xima foi obtida com um valor de condutividade bastante reduzido praticamente gua doce medida que o contributo da mar vai aumentando a temperatura da gua no estu rio afetada por esta tendo a temperatura estuarina na primavera e no ver o o comportamento obtido nos resultados desta disserta o Elliott 1990 Analisou se a dureza total e c lcica da gua com a inten o de perceber o seu comportamento ao longo da subida da mar Figura 17 Ambas as durezas est o expressas em CaCO 7000 6000 5000 oo 4000 8 Dureza o Dureza Total mg L e 3000 oo e Dureza C lcica 2000 og 1000 E
14. caudal de inje o de 11 3 L h e Anti Espuma tendo como objetivo a elimina o de espuma sendo apenas adicionado caso esta se demonstre visualmente A monitoriza o quimica desempenha um papel importante no controlo da qualidade da gua do circuito permitindo conhecer e classificar o seu estado e consequentemente dando a possibilidade de atuar e tomar medidas antecipadamente assegurando uma gua com a qualidade adequada bem como do funcionamento de todo o sistema de arrefecimento A periodicidade com que esta averigua o efetuada fornece informa es teis para a atua o imediata no sistema Um acompanhamento a longo prazo fornece dados suficientes para identificar as tend ncias e desenvolver modelos de previs o Assim para controlar o sistema de arrefecimento e verificar se o tratamento da gua est a ser eficiente faz se um conjunto de monitoriza es qu micas para controlar a efici ncia do tratamento Para tal os par metros a analisar s o 43 pH O potencial de hidrog nio pH definido como o logaritmo negativo da concentrac o molar dos i es de hidrog nio A oscila o dos i es hidrog nio e hidr xido diz se uma amostra ser e em que grau cida ou b sica O pH representado numa escala entre O e 14 sendo que 7 neutro e os valores de pH inferiores a 7 representam que se est na presen a de um cido e sendo superiores a 7 est se na presen a de uma base World Health Organization
15. concentrac o de S7Dinferiores a 10 g L gua doce a medida que a condutividade aumenta indicando uma maior quantidade de sais a amostra vai tendendo para valores menos corrosivos uma vez que o valor de S desta vai tendo valores superiores a 0 5 consequentemente conforme vai aumentando a condutividade J para guas com teor de S7D superior a 10 g L gua salgada observa se uma tend ncia cada vez mais corrosiva a medida que a condutividade aumenta quando a mar sobe A mesma tend ncia verifica se na gua de compensac o mesmo quando concentrada ap s ocorr ncia do fen meno de evaporac o da torre de arrefecimento Refira se que em ambas as guas utilizadas para o estudo gua do sistema e gua de compensac o ap s evaporac o em nenhum dos casos a amostra teve um valor de S superior a 0 5 o que indica que em nenhum dos casos a gua de arrefecimento apresenta uma tend ncia incrustante Pode afirmar se que em grande parte da gua analisada est se perante a situac o de equilibrio n o tem tend ncia incrustante ou corrosiva Este facto adv m do intervalo de valores de S se situar entre 0 5 e 0 5 Repare se que o valor m ximo de S obtido foi de 0 45 A tend ncia que se acabou de referir pode ser justificada pelo facto dos processos de interac o gua rocha conduzirem mobiliza o do Ca e Mg a partir da litologia dominante uma vez que de acordo com o tro o final da bacia hidrogr fica do rio Mondego como v
16. da gua na sele o do m todo e dos produtos a aplicar para o tratamento Tamb m se deve dar aten o ao arejamento e movimento do fluido uma vez que a forma o das pel culas passivas depende entre outros aspetos do acesso do oxig nio ao c todo da forma o de biofilmes ou de outros dep sitos e que por sua vez dependem fortemente das condi es de arejamento e movimento do fluido Por fim n o esquecer a toxicidade dos aditivos e normas de descarga de guas residuais pois a sele o de inibidores para circuitos de arrefecimento tem vindo a estar nos ltimos anos cada vez mais condicionada pelas restri es introduzidas pela opini o p blica 23 por organizac es n o governamentais ONG e pelas autoridades sanit rias e ambientais ao uso de subst ncias que afetem a sa de p blica e o dominio p blico h drico Teixeira et al 1997 O tipo de circuito de arrefecimento em causa um circuito aberto sendo que estes compreendem uma constituic o e uma forma de operar muito pr pria exigindo um estudo sistem tico da quest o n o s no que respeita a composic o qu mica da gua de compensac o como tamb m das vari veis de operac o e da metalurgia do sistema Conhecida a composic o da gua de compensac o fixa se o n mero de concentrac es dependente de uma s rie de fatores incluindo a pr pria composic o da gua disponivel e o tipo de tratamento que se vai adotar A compensac o da gua dever ser re
17. gua Quente Agua Fria Inje o de Quimicos Capta o do Torre de Equipamentos Rio e Filtros Arrefecimento a refrigerar Monopack Figura 13 Circuito de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares Como referido anteriormente o sistema de arrefecimento tem como objetivo refrigerar a gua de circula o do processo produtivo de energia el trica Esta gua de circula o passa pelo condensador sofrendo a transforma o de estado gasoso para o estado l quido observando se assim o fen meno da condensa o da gua desmineralizada que se encontra referido no processo produtivo sendo por este meio de novo inserida na caldeira para ser reutilizada A gua previamente refrigerada passa no condensador ocorrendo ai a permuta t rmica que origina a sa da desta gua anteriormente fria com uma temperatura elevada 32 C A gua de circula o passa tamb m nos permutadores de calor existindo um por cada grupo com o intuito de realizar a permuta t rmica Posto isto volta torre para de novo arrefecer Esta gua quente proveniente quer do condensador quer dos permutadores de calor segue para a torre de arrefecimento entrando pelo topo da mesma atrav s de condutas verticais risers que ligam o coletor de gua de circula o ao coletor de distribui o de gua dentro da torre A gua espalha se por toda a superf cie das chapas do enchimento formando uma pel cula fina sendo o calor transferido
18. m do envolvimento de variadissimos componentes ele tamb m complexo compreendendo diferentes fases que ocorrem em simult neo Seguidamente apresentam se as referidas fases O processo produtivo inicia se na turbina a g s onde o ar atmosf rico captado pelo compressor comprimido e direcionado para a c mara de combust o e conjuntamente injetado o combustivel g s natural Segue se uma fonte de calor para iniciar o fen meno de combust o dando se um aumento da temperatura para aproximadamente 1400 C segundo documentos da GE Power Plants Os gases t xicos emanados nesta fase s o expelidos atrav s da chamin 14 nesta altura que entra em funcionamento a caldeira recuperativa de calor que est acoplada turbina a g s Esta cont m gua desmineralizada e por fen menos de transfer ncias de calor capaz de recuperar parte do calor dos gases de exaust o das turbinas a g s que se perderia para o ambiente deste modo respons vel por um aumento da efici ncia t rmica atrav s da gerac o de vapor produzido na caldeira que aciona as p s da turbina a vapor produzindo assim energia mec nica n o havendo a necessidade de combust o de mais g s ou outro combustivel para a gerac o de mais energia Note se que a capacidade energ tica da turbina a vapor metade da energia el trica gerada pela turbina a g s Atrav s da energia mec nica proveniente das turbinas e fornecida ao eixo do alternador gerador el trico
19. neres Tamb m no que respeita ao seu custo existem claramente vantagens uma vez que este consegue uma redu o de 70 face ao gas leo O g s natural o combust vel derivado de fontes n o renov veis menos poluente decorrendo deste facto diversas vantagens ambientais diretas nomeadamente as emiss es de di xido de carbono CO podem ser at 20 inferiores relativamente a outros combustiveis f sseis as emiss es de xidos de azoto NO podem tamb m ser at 40 inferiores n o emite di xidos de enxofre SO e a sua contribui o para a forma o de ozono troposf rico muito inferior em compara o com os demais combust veis da mesma natureza Concomitantemente o processo de transforma o do metano em combust vel muito menos exigente em termos energ ticos do que o processo de transforma o dos combust veis convencionais derivados do petr leo No que seguran a diz respeito o g s natural dissipa se na atmosfera em caso de acidente evitando os riscos de inc ndio criados por po as de gasolina ou gas leo no ch o o que o torna muito respeitado neste mbito O facto de os reservat rios de g s natural ocuparem entre quatro a cinco vezes mais espa o do que os reservat rios de combust veis tradicionais um problema que este combust vel nos apresenta Apesar desta ltima quest o de concluir que existem vantagens consider veis na utiliza o do g s natural como combustivel para v rias aplica e
20. onde se efetua a captac o da gua de compensac o perto do estu rio do Mondego estando esta zona de captac o muito pr xima da foz do rio Mondego ela afetada pelo fen meno das mar s que ocorrem no Oceano Atl ntico Figura 14 Localizac o geogr fica da Central Termoel trica de Lares 2 3 1 Mar s As mar s ocorrem devido atrac o gravitacional que o Sol e a Lua exercem no planeta Terra As influ ncias dos dois primeiros astros referidos n o concorrem de igual forma para o fen meno referido apesar da massa do Sol ser bastante maior a forca exercida pela Lua muito superior devido sua menor dist ncia da Terra do que o Sol Matematicamente a uma mar corresponde uma soma de sinus ides ondas constituintes cuja periodicidade conhecida depende exclusivamente de fatores astron micos Pode dizer se grosso modo que a mar sobe aquando das passagens meridianas superior e inferior da Lua tem se preia mares mar cheia quando a Lua passa pelos nossos ant podas 34 e tem se baixa mares mar baixa quando a gua do mar atinge a sua altura mais baixa no ciclo das mar s As preia mares sucedem se regularmente com um intervalo m dio de meio dia lunar aproximadamente 12 h e 25 min j o intervalo de tempo entre uma preia mar e uma baixa mar seguinte em m dia 6 h e 13 min Contudo o mar n o tem uma rea o instant nea passagem da Lua existindo por isso e para cada local um atraso maior o
21. permitidas por lei para que assim esta possa ser descarregada no meio ambiente Compreende se assim que todo o hipoclorito adicionado para l do valor residual m nimo 0 5 mg L levar a uma inje o de bissulfito no ponto de descarga correspondente necessidade Assim quanto maior a concentra o de hipoclorito de s dio maior o gasto de bissulfito de s dio Repare se que pode mostrar se economicamente mais barato a aplica o de produtos mais baratos como por exemplo o di xido de enxofre Com o exposto se compreende que existe uma forte necessidade de se aplicar um m todo de controlo e tratamento para a gua de arrefecimento no que toca inje o do hipoclorito de s dio no processo de desinfe o sendo que o controlo proposto no subcapitulo 3 3 2 seria o adequado 73 74 A Estudo econ mico 76 Sendo a EDP Produ o uma empresa que busca a sustentabilidade em todas as vertentes ambiental social e econ mica torna se claro que h uma procura da redu o de consumo de recursos promovendo assim a preserva o do meio ambiente e evitar um gasto econ mico desnecess rio Como facilmente se antev numa atividade industrial s o v rios os custos associados e poder o e dever o ser v rias as receitas obtidas Os recursos consumidos s o in meros sejam eles pessoais ou materiais dentro dos materiais e concretamente na produ o de energia el trica muitos s o os recursos qu micos consumidos correspo
22. por base o acima referido verificou se quais as caracter sticas da gua de compensa o para perceber qual o tipo de gua que utilizada para compensa o do sistema Os resultados relativos rela o entre a condutividade e os S7 encontram se na Figura 15 36 35000 30000 2 25000 20000 o STD mg L 15000 10000 5000 A O 0 of 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 Condutividade uS cm Figura 15 Relac o entre condutividade e S7D Pela an lise da Figura 15 os resultados obtidos demonstraram que quanto maior a condutividade da amostra maior ser a concentrac o de s lidos dissolvidos na mesma Isto pode ser explicado pelo facto da gua salgada ter uma elevada concentra o de sais ao contr rio da gua doce e por isso medida que a mar vai subindo a quantidade de sais dissolvidos na amostra aumenta e certamente se afere que quando n o h presen a de gua marinha na amostra praticamente n o existem s lidos dissolvidos na gua Fondriest Environmental Inc 2014 No que respeita rela o entre a condutividade e a temperatura os valores est o representados na Figura 16 27 o e 25 a gt 23 21 ec e 19 Lu o 17 15 0 10000 20000 30000 40000 50000 Condutividade uS cm Figura 16 Relac o entre condutividade e temperatura Como se pode verificar na Figura 16 a temperatura diminui a medida que a condutividade vai aumentando O conjunto de dados
23. que s o determinantes quanto ao consumo de biocidas Cheremisinoff amp Cheremisinoff 1983 Quanto menos os fen menos anteriormente referidos se verificarem menores ser o os consumos deste produto No caso da carca a da torre de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares esta tem uma cor verde e opaca e Chamin existe uma por cada unidade de arrefecimento sendo esta a estrutura que suaviza a circula o do ar dentro da torre de arrefecimento Esta fabricada em poli ster e tem uma altura de 5m e Ventilador Figura 12 que tem como fun o a circula o orientada do ar Cada unidade da torre tem um ventilador axial com 7 p s e um di metro de 9 144 m As p s s o ajust veis manualmente entre 39 e 46 Existem equipamentos auxiliares ao funcionamento do ventilador Motores dos ventiladores sendo estes os respons veis pela rota o das p s dos ventiladores e t m duas velocidades distintas Eles est o localizados na plataforma superior da torre do lado exterior da chamin da unidade Os motores t m velocidades de rota o de 1490 min e 992 min e pot ncias de 200 kW e 55 kW Redutores que s o respons veis pela diminui o da velocidade dos ventiladores Eixo de comando que transmite o movimento do motor para o redutor O modelo flutuante acomoda ligeiros desalinhamentos do eixo que podem ser desenvolvidos em servi o para absorver choques vibra es e pulsa es aceitar invers o de carga minimiza
24. resultante de uma diminui o da corros o e ainda opera es mais seguras devido s hip teses reduzidas da exposi o da popula o aos microrganismos EnduroSolv 2014 Todas as caracter sticas qu micas que comp em a gua de arrefecimento dureza alcalinidade concentra o de sais dissolvidos de cloretos de oxig nio pH temperatura etc ajustam decisivamente as condi es de ocorr ncia de sujamento e a ocorr ncia do fen meno corrosivo nas superf cies met licas e consequentemente os m todos de tratamento da gua de arrefecimento Teixeira et al 1997 Quanto aos efeitos dos fen menos de corros o e sujamento podem ser controlados de diversas formas 24 e Um desenho correto de toda a instala o nomeadamente no que se refere s condi es hidr ulicas e Instala o de unidades de tratamento fisico quimico da agua de arrefecimento e Aproveitamento das esp cies contidas na gua e desenvolvimento de meios de prote o com as mesmas e Remo o das esp cies que contribuem para o aparecimento destes problemas e Tratamento da gua de arrefecimento com reagentes qu micos O tratamento da gua de arrefecimento iniciar se com a cria o de condi es que permitam a forma o de pel culas protetoras de carbonato de c lcio Claro est que este processo ocorre com a corre o qu mica da gua estabiliza o da gua Esta t cnica baseia se no conhecimento e na corre o do ndice de satu
25. s o a elevada efici ncia devida ao seu funcionamento em contracorrente e a sua facilidade de manutenc o Quanto s desvantagens encontram se entre as principais o elevado consumo de energia por parte dos ventiladores e de todas as bombas associadas ao sistema e ainda o ru do gerado pelos ventiladores O calor contido na gua de arrefecimento 80 deste transferido para a atmosfera atrav s do vapor de gua gerado pelos fen menos acima descritos Verifica se pois que existem ac es geradoras de perda de gua num valor consider vel existindo por isso a necessidade da reposic o do volume de gua perdido para que o arrefecimento do processo exista Assim para que seja compensado o volume de gua perdido capta se gua do rio Mondego Note se que devido evaporac o que origina o arrefecimento do sistema segundo dados da Central cerca de 20 de gua pura da gua de compensac o gua pura perdida para o meio ambiente Assim a gua de arrefecimento concentra at um m ximo de 20 33 2 3 gua de compensac o A gua que perdida durante o funcionamento do circuito de arrefecimento tem de ser reposta para que ele funcione de forma eficaz Para compensar o volume que se perdeu utilizado para refrigerac o do condensador e dos permutadores de calor capta se gua do rio Mondego e esta segue para a bacia de captac o da gua do rio Tendo em conta a localizac o da Central Termoel trica de Lares Figura 14 e de
26. significativa na varia o tanto da qualidade quimica como do estado ecol gico das mesmas No entanto o crescendo das atividades antropog nicas sendo estas geradoras de um excesso de nutrientes posteriormente colocados nos sistemas h dricos recetores poder levar eutrofiza o desses meios h dricos Este um problema atual e reconhecido consensualmente escala mundial que em situa es extremadas podem conduzir ocorr ncia de ambientes an xicos e prolifera o de cianobact rias que ao libertarem subst ncias de elevada toxicidade colocam em risco a biodiversidade do ecossistema e a utiliza o desse meio h drico como origem de gua para abastecimento Duarte amp Vieira 2010 Os estu rios s o compostos por duas massas de gua com caracter sticas diferentes uma vez que uma delas oriunda do mar e a outra do rio a salinidade numa das massas de gua m xima e na outra nula ou muito baixa respetivamente Al m desta caracter stica distintiva tem se ainda que as massas de gua se movimentam de forma diferente enquanto a gua salobra gua oce nica se move devido influ ncia dos fen menos astron micos Sol Lua entre outros e ainda devido press o atmosf rica vento entre outras causas a gua doce move se devido transforma o da energia potencial em energia cin tica move se devido a o da gravidade Peixoto 2012 2 3 2 Qualidade da gua de compensa o Tendo
27. sistema de arrefecimento de forma a manter os valores de pH dentro da gama tima para uma boa desinfe o 7 e 8 2 Para tal o sistema est programado para assim que o pH exceda o valor de 8 2 o cido clor drico seja automaticamente injetado Note se que existe uma rela o direta entre o hipoclorito de s dio e o cido clor drico Esta rela o deve se s caracteristicas e s funcionalidades destes dois produtos qu micos uma vez que ambas est o interligadas Assim quando s o adicionadas grandes quantidades de hipoclorito de s dio para o tratamento da gua o pH aumenta podendo mesmo exceder se as quantidades timas para o procedimento da desinfe o Diretamente existe a necessidade de adicionar cido clor drico para que os valores de pH sejam repostos na gama referida garantindo assim uma boa desinfe o Pelo exposto se compreende que caso se aplique o tratamento proposto no que respeita ao controlo do cloro residual livre nas bacias de arrefecimento existir um gasto menor de cido clor drico No entanto refira se que o cido sulf rico pode mostrar se mais vantajoso economicamente do que o cido clor drico 12 3 4 2 Bissulfito de s dio O bissulfito de s dio um produto qu mico que corresponde combina o de hidr xido de s dio hidrog nio enxofre e oxig nio sendo que estes lhe conferem um aspeto natural de p branco cristalino amarelecendo quando em solu o Caracteristicamente det m u
28. ssico evidenciado pelas formac es dos dolomitos de Coimbra Jur ssico Inferior os Calc rios do Cabo Mondego Jur ssico M dio e os Arenitos da Boa Viagem Jur ssico Superior e as formac es do Cret cico salientando se as formac es dos arenitos do Carrascal Cret cico Inferior Calc rios da Costa d Arnes Gr s do Furadouro e Areias e Argilas de Taveiro Cret cico Superior Real 1987 2 3 4 Tratamento da gua de arrefecimento da Central Em conson ncia com o exposto e uma vez que a Central Termoel trica de Lares se encontra nas imedia es do estu rio do Mondego a gua utilizada para o arrefecimento do processo produtivo de energia el trica afetada pela mar Assim quando a mar sobe a gua salgada mistura se com a gua doce e tem se uma fus o das caracter sticas de ambas Com a capta o da gua do rio e tendo em conta as condi es s quais a torre de arrefecimento est sujeita h a possibilidade de ocorr ncia dos problemas referidos no subcapitulo anterior no sistema de arrefecimento Para o evitar a gua sofre um processo de tratamento 41 Na tomada de gua existem os filtros Johnson tendo eles como principal func o reter a entrada de objetos de grandes dimens es para a bacia de captac o de gua por ac o das suas grelhas de captac o estando elas equipadas com nodos de sacrificio que impedem a corros o do revestimento met lico das grelhas de capta o uma vez que o metal d
29. toda a superf cie da torre sobre o qual circula a gua Ele o respons vel pela efici ncia do processo de transfer ncia de calor A gua pulverizada derramada em toda a superf cie das chapas e o calor transferido para o ar que circula pela torre A altura do enchimento de 2 m e concebida para otimizar a transfer ncia de calor e uma distribui o correta de ar dentro da torre de arrefecimento O material pl stico deve suportar temperaturas at 60 C sem danos permanentes ou deforma o Plasticbages Industrial 2014 Este dep sito maximiza a transfer ncia de calor e reduz a descida de press o tanto quanto possivel e Separador de got culas que reduz o arrastamento de gotas pela corrente gasosa embora algumas got culas de gua com dimens es inferiores a 5 um saiam para a atmosfera S o constituidas por ondas de PVC e encontram se entre os tubos de distribui o de gua e o ventilador da torre Visto que normalmente h a utiliza o de qu micos e pode haver a presen a de bact rias as torres com bons 31 separadores de got culas t m menor probabilidade de originar a pneumonia dos legion rios comparativamente s torres que n o os possuem Estes tamb m reduzem a quantidade de inibidores de corros o e perdas de biocida para a atmosfera O princ pio de funcionamento da torre bem como todo o circuito de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares Figura 13 s o de f cil compreens o
30. 2003 Este par metro essencial no tocante preserva o das tubagens e equipamentos bem como no que diz respeito efic cia dos agentes desinfetantes Condutividade A condutividade ou a condut ncia espec fica a capacidade de uma gua conduzir a corrente el trica Fondriest Environmental Inc 2014 Este par metro indica a presen a de subst ncias qu micas dissolvidas na forma i nica na gua sendo assim um bom orientador das altera es na constitui o de uma gua sobretudo quanto sua concentra o mineral Saliente se todavia que ela n o indica as quantidades dos v rios componentes Na medida em que mais s lidos dissolvidos s o adicionados a condutividade aumenta Um acr scimo da condutividade indica um acr scimo da dureza da gua Em consequ ncia uma diminui o da pureza e uma maior quantidade de s lidos dissolvidos sais na gua d o origem a incrusta es e corros es nas tubagens e equipamentos A condutividade v se afetada pela temperatura Usa se por isso uma refer ncia padr o de 25 C sendo necess rio fazer a corre o da medida para valores distintos sempre que o condutivimetro aparelho de medida da condutividade n o o fizer por si s A unidade Sl deste par metro siemens por metro S m Alves 2010 Turva o A turvac o ou turbidez tem a sua origem em mat rias s lidas que se encontram suspensas na gua silte argila col ides mat ria org nica etc Esta
31. 4 EDP 2014 Obtido de EDP Energias de Portugal http www edp pt EDP Produ o 2014 Centros Produtores Obtido de EDP Produ o http www a nossa energia edp pt centros_produtores producao php cp_type te amp map_type te Elliott M O 1990 The Forth estuary a nursery and overwintering Hydrobiologia EnduroSolv 2014 Cooling Tower Water Treatment Chemicals Obtido de EnduroSolv Responsible Water Treatment http www endurosolv com cooling_tower_water_treatment_chemicals Evans L V amp Hoagland K D 1986 A ga Biofouling Elsevier Facao J 1999 Comportamento T cnico de Torres de Arrefecimento Indirectas para a Aplicac o a Sistemas de Arrefecimento Ambiente Porto Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Fondriest Environmental Inc 2014 Fundamentals os Environmental Measurements Obtido de Fondriest http www fondriest com environmental measurements parameters water quality conductivity salinity tds Freitas B 2007 Desenvolvimento e Aplica o de Modelo de Transfer ncia de Calor a Caldeira de Recuperac o de Ciclo Combinado Lisboa Instituto Superior T cnico Freitas F C 1984 Acidez e Alcalinidade dos Solos Lisboa Comiss o Nacional do Ambiente Gubar M A amp Kozlova N D 1967 Hygienic Assessment of the Decontamination of Drinking Water with Free and Bound Active Chorine Gigiena Sanitariya Haslego C 8 de Novembro de 2010 Cooling Towers Design and Op
32. Jo o Pedro Rodrigues Pimenta Otimizac o do consumo de qu micos aplicados nas Torres de Arrefecimento da Central Termoel trica de Lares UMinho 2014 Universidade do Minho Escola de Engenharia Jo o Pedro Rodrigues Pimenta Otimizac o do consumo de qu micos aplicados nas Torres de Arrefecimento da Central Termoel trica de Lares outubro de 2014 Universidade do Minho Escola de Engenharia Jo o Pedro Rodrigues Pimenta Otimizac o do consumo de qu micos aplicados nas Torres de Arrefecimento da Central Termoel trica de Lares Dissertac o de Mestrado Mestrado Integrado em Engenharia Biol gica Ramo Tecnologia do Ambiente Trabalho efetuado sob a orientac o do Professor Doutor Jo o Peixoto e da Eng Margarida C rrea EDP Gest o da Produc o de Energia de Portugal SA outubro de 2014 DECLARA O Nome Jo o Pedro Rodrigues Pimenta Endere o eletr nico jprpimenta30W gmail com N mero do Bilhete de Identidade 13929650 T tulo da disserta o Otimiza o do consumo de qu micos aplicados nas Torres de Arrefecimento da Central Termoel trica de Lares Orientadores Professor Doutor Jo o Peixoto e Eng Margarida C rrea Ano de conclus o 2014 Designa o do Mestrado Mestrado Integrado em Engenharia Biol gica Ramo Tecnologia do Ambiente AUTORIZADA A REPRODU O INTEGRAL DESTA DISSERTA O APENAS PARA EFEITOS DE INVESTIGA O MEDIANTE DECLARA O ESCRITA DO INTERESSADO QUE A TAL
33. O wiser ras EEE Beta Dede E EIER VEREINE E E De de E Duda Be Quo Ste Des EPE 60 3 2 2 A 61 3 2 3 Trabalho experimental oocococcncnncnocncononncoonnnononnnononnnoonnnoonnnnnononononnnonnnnnnono nono nennen 61 S24 Resultados a nen be nennen 64 3 2 5 Discuss o dos Resultados aaa 66 3 3 Hipoclorito de s dio ocoocccnccnocncooocncoonnnononnconnnconnnnononnnonnnnnonnnncnnnnnononnnonnnncnnnnnonnnnnonnnnnn 68 SS RU ON 68 3 93 27 Proposta de CONO ai 71 3 4 Outros produtos adicionadosS ccconccnccoonnononncononnnonnnncnonnnonnnnnonnnncnnnnnnnnnncnnnnncnnnnonnnnnonnnnno 72 SA o A 72 3 4 2 Bissulfito de S CIO anna adnan 73 Ao E o ss st ala a a Eaa 75 5 Considera es Finais ccccccescccssscccscecseececsececeeecseesecseeeccseeeceeeecaeecesescsueeseseseeeeecsseesesaes 83 a O PA 8 0 y 0 UL 0 POPE OC En e RR NAGS 85 5 2 Sugest es de Trabalho FUTUTO coooccnocncononncnonnnononnnonnncnnnncnononononnnononnnnonnncnnnn nono nnnonnnnnonns 87 Bibliografia sa 89 NT 93 A Determina o do A para c lculo do S amp DIS oocoocccnicacinocncnonnnononnconannonono nono nnnonn conan nronnncinnnns 95 B Determina o da Dureza C lcica oocccccconocncononncnonnnononnconnnnononnnononnnnnnnncnnnnnnonnncnonnnconnncinnnns 96 C Determina o da for a i nica das amostras ooocococncooonnononnnononnnonnnnononnnonnnnnnonnnononnnonnnncnnnnnno 97 D Rela o entre S lidos Totais Dissolvidos e Dureza Total
34. SE COMPROMETE Universidade do Minho 27 de Novembro de 2014 Asssinatura Declara o Reposit riUM Disserta o de Mestrado Nome Jo o Pedro Rodrigues Pimenta N do Cart o de Cidadao BI 13929650 Telefone Telem vel 910375849 Correio eletr nico _jprpimenta30 gmail com Curso Mestrado Integrado em Engenharia Biol gica Ano de conclus o da dissertac o 2014 rea de Especializac o Tecnologia do Ambiente Escola de Engenharia Departamento Centro Engenharia Biol gica T TULO DA DISSERTACAO TRABALHO DE PROJETO T tulo em PT Otimizac o do consumo de qu micos aplicados nas Torres de Arrefecimento da Central Termoel trica de Lares T tulo em EN Optimizing the consumption of chemicals applied in the Cooling Tower of Lares Combine Cycle Power Plant Orientador Professor Doutor Jo o Monteiro Peixoto Coorientador N mero de Unidades ECTS da Dissertac o 30 Classificac o em valores 0 a 20 18 Classificac o ECTS com base no percentil A a F Declaro sob compromisso de honra que a dissertac o agora entregue corresponde que foi aprovada pelo j ri constituido pela Universidade do Minho UM Declaro que concedo Universidade do Minho e aos seus agentes uma licenca n o exclusiva para arquivar e tornar acessivel nomeadamente atrav s do seu reposit rio institucional nas condic es abaixo indicadas a minha dissertac o em suporte digital Concordo qu
35. Seletion Design and Practice Inglaterra Ann Arbor Science CoolAir International 2014 O que o Arrefecimento Evaporativo do Ar Obtido de CoolAir International http www coolair pt pt o que e arrefecimento evaporativo do ar CSM 2010 Prevention of Scale Formation Em Technical Manual Reverse Osmosis Membrane pp 32 37 Cullimore D R 1986 PSCO 1986 Think Tank on Biofilms and Biofouling in Wells and Groundwater Systems Canada Regina Sask Regina Water Research Institute Cunha P P Dinis J Silva A F amp Andr J N 1995 Evoluc o Estuarina Condicionada por Intervenc es Portu rias modificac es recentes no sector interm dio e distal do Estu rio do Mondego Em Mem rias e Not cias pp 95 117 Coimbra 89 Cunha P P Freitas H Marques J C Dinis J amp Caetano P 1997 A Protec o e Gest o de guas Estuarinas import ncia da ilha morraceira e do sub sistema estuarino do porto Estu rio do Mondego Portugal Em Colect nea de Ideias sobre a Zona Costeira de Portugal pp 473 488 Porto Drever J 1997 7he Geochemistry of Natural Waters Surface and Groundwater Environments Duarte A Vieira J Marco de 2010 Aplicac o da modelac o matem tica ao c lculo de caudais e prismas de mar em sistemas estuarinos p 2 Duarte A Vieira J Neto J amp Pardal M 2008 Monitorizac o da Hidrodin mica e da Qualidade Universidade do Minho pp 65 7
36. a Teixeira et al 1997 Importante tamb m ter em conta que o tratamento da gua de arrefecimento deve obedecer a uma estrat gia para que possibilite o seu controlo Esta estrat gia dever ter em conta o que possivel e necess rio controlar alienando tudo o resto tornando assim o controlo eficaz e com custos mais reduzidos Com a estrat gia de tratamento evitar se 0 os exageros no controlo quimico da gua de arrefecimento controlando se os par metros pass veis de controlo e que detenham uma import ncia real no sistema ao t cnico de tratamento que cabe esta fun o bem como a de estabelecer a periodicidade da amostragem 21 A dificuldade do controlo nas torres de arrefecimento maior uma vez que correspondem a circuitos de recirculac o abertos existindo claro est a evaporac o da gua concentrando assim os sais introduzidos no circuito pela gua de compensac o Neste sistema din mico ser assim muito relevante apesar de complexo a monitorizac o cuidadosa e em controlo perfeito do doseamento dos reagentes e da qualidade da gua de arrefecimento Teixeira et al 1997 Apenas por medic o se poder o detetar variac es na carga t rmica e na qualidade da gua de compensac o bem como possiveis contaminac es oriundas do processo ou mesmo do ar Saliente se que guas de compensac o recuperadas com menor qualidade requerem um controlo mais apertado Atualmente os custos associados medi o
37. a de biofouling Assim conclui se que o tratamento aplicado na Central Termoel trica de Lares eficaz Contudo ap s o estudo realizado verifica se a n o necessidade da utiliza o do produto biodispersante no tratamento desde que se mantenha o residual de cloro livre suficiente para a desinfe o e limpeza do sistema n o permitindo por este meio a forma o de biofouling 67 3 3 Hipoclorito de s dio 3 3 1 Prop sito Como j se referiu neste trabalho para que exista um bom funcionamento do sistema de arrefecimento necess rio que este se mantenha limpo Para tal existe um programa de desinfec o com o intuito de evitar o sujamento biol gico O objetivo do processo de desinfec o de uma gua tamb m reduzir o risco para a sa de p blica atrav s da eliminac o e minimizac o da presenca de microrganismos patog nicos abarcando um vasto leque de organismos nomeadamente bact rias virus e outros Note se que ao contr rio da esterilizac o a desinfec o n o garante a destruic o completa de bact rias esporos e virus Alves 2010 A desinfec o pode ocorrer por meios f sicos ou qu micos Os meios f sicos mais utilizados s o o calor a luz solar radiac o UV meios mec nicos filtrac o por membranas sedimentac o e precipitac o quimica radia o eletromagn tica ac stica e UV J nos meios qu micos usados para desinfec o tem se os halog neos cloro bromo e iodo sendo o cloro o mais utiliza
38. a dureza c lcica existente nas amostras consistiu na recolha de gua do rio Mondego com variados valores de condutividade devido variac o das mar s e na determinac o da sua dureza total e c lcica sendo esta ltima obtida depois de adquiridos os reagentes necess rios Posteriormente determinou se a percentagem de c lcio existente na gua relativamente dureza total dividindo a dureza c lcica obtida pela dureza total da gua tendo conclu do que a percentagem de c lcio vai diminuindo medida que a condutividade aumenta Figura 24 y 0 065In x 0 8337 R 0 889 10000 20000 30000 40000 50000 Condutividade uS cm Figura 24 Determinac o da dureza c lcica Para determinar a concentrac o de c lcio existente na gua do rio influenciada pela gua salgada multiplica se o fator de c lcio existente pela dureza total da gua Assim Condutividade Cat _ 0 065 x In uS cm DT mE a 0 8337 x mezaco Enua o 13 Cacos Por ser necess rio perceber concretamente a quantidade de c lcio existente no local de capta o da gua de compensa o verificou se que a express o obtida atrav s da Figura 24 faz uma boa aproxima o do valor real deste 96 C Determinac o da forca i nica das amostras Para determinar a for a i nica das diferentes amostras recolheu se uma quantidade de gua do rio quando a mar estava baixa sendo que praticamente n o existia gua do mar na am
39. a import ncia das suas centrais de ciclo combinado de g s natural Sob gest o da EDP Produc o est o 78 centrais hidroel tricas 12 centros termoel tricos e 9927 MW de pot ncia instalada A diversidade de instalac es EDP passa pelas barragens lagos artificiais nomeadamente o Alqueva o maior lago artificial da Europa Centros Termoel tricos a Carv o e Centros de Ciclo Combinado a G s Natural Na rea da produc o de eletricidade em Portugal a EDP Produc o concentra a grande maioria dos centros electroprodutores do Grupo EDP nomeadamente a totalidade das grandes centrais hidroel tricas e termoel tricas as pequenas h dricas e ainda as centrais de cogerac o das empresas FISIGEN e ENERGIN sendo que nesta ltima det m apenas uma participac o maiorit ria A EDP Produc o participa tamb m em 50 na BIOELETRICA empresa que disp e atualmente das centrais a biomassa de Mort gua R d o Figueira da Foz e Const ncia A produc o de eletricidade re ne a Produc o em Regime Ordin rio PRO e a Produc o em Regime Especial PRE produc o de eletricidade com a utilizac o de diferentes recursos h drica e lica s lidos urbanos e florestais e a produc o combinada de calor e eletricidade O parque termoel trico da EDP Produc o em PRO constituido por Centros de Produc o que integram instalac es de diversificada tecnologia e fonte energ tica prim ria nomeadamente duas centrais de ciclo combinado a g s natural Lares
40. a instala o Seguidamente opera se sua programa o Anexo E com vista automatiza o da inje o de hipoclorito de s dio Desta forma consegue garantir se a total desinfe o da gua de arrefecimento sem o gasto excessivo de mat ria prima 71 3 4 Outros produtos adicionados 3 4 1 cido clor drico O cido clor drico como o pr prio nome indica um cido Correspondendo solu o aquosa do cloreto de hidrog nio HCI ele poder ter uma importante fun o no que regula o do pH diz respeito estando perante uma amostra ele agir baixando o seu pH Devido a estas caracter sticas este produto tem utiliza es industriais e dom sticas por exemplo tratamentos de gua de piscinas Apesar de todos os benef cios que este produto pode trazer com a sua utiliza o necess rio ter em considera o que em valores elevados de concentra o quer em solu o quer atrav s dos vapores de cido clor drico pode ter um efeito corrosivo no tecido humano podendo at danificar rg os do corpo nomeadamente a pele e intestinos tamb m as suas consequ ncias ambientais devem ser tidas em aten o uma vez que com a rea o dele com qu micos oxidantes comuns pode levar produ o de g s t xico Alves 2010 No caso da Central Termoel trica de Lares mais concretamente no seu sistema de arrefecimento utilizado este produto com uma concentra o a 33 com o intuito de regular o pH da gua do
41. abela 2 Resultados do trabalho experimental para estudar o produto biodispersante Branco controlo Com agitac o Positivo Adic o de hipoclorito de s dio Com agitac o Negativo Adic o de biodispersante Com agitac o E Positivo Adic o combinada de hipoclorito de s dio e biodispersante 64 Com agitac o Positivo erro humano Amostra Branco controlo com posterior adic o de hipoclorito Designac o Antes de tratada Sem agitac o Resultado Positivo Depois de tratada Sem agitac o Mismi gt Positivo Branco controlo com adi o combinada Antes de tratada Sem agita o Positivo Depois d tratada e Sem agita o i P io Negativo Adi o de hipoclorito Sem agita o E j Negativo Adi o de biodispersante Sem agita o Positivo Adi o combinada 65 Sem agita o Negativo 3 2 5 Discuss o dos Resultados No que respeita aos resultados obtidos nos ensaios realizados quanto ao efeito do produto biodispersante pode perceber se com exatid o a amplitude da sua ac o no processo de tratamento do sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares De seguida ser o analisados os resultados referentes simulac o do sistema de arrefecimento em funcionamento realizando se os ensaios sob regime agitado No ensaio A procurou se sim
42. acia hidrogr fica de onde oriunda a gua de compensa o do sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares encontra se na Figura 19 Unidades e forma es geol gicas la Aluvi es BEE J3G J3G Gr s superiores Arenitos da Boa Viagem AAreias de duna e de praia MA 33 J3 Jur ssico superior Camadas de Alcoba a Calc rios de Caba os e Calc rios de Montejunto T E hei a Ep opor N MB J2A J2a Calc rios do Dogger Calc rios de Cabo Mondego e calc rios de Sic PB PB Cascalheiras de Planalto da Beira Baixa MM J1 J1 Jur ssico inferior Margas e calc rios de Quiaios e de S Gi o Calc rios de Vale Fontes e Dolomitos de Coimbra ES FI BS Forma o de Bom Sucesso Terci rio MA TJ Gr s de Silves Pelitos com evaporitos Dagorda e intercalag es carbonatadas Pereiros C3 C3 Cret cico superior Gr s de Oi BE CBP Forma o de Perais turbiditos C mbrico Grupo das Beiras Areias e argilas de Taveiro ma C C2 Cret cico m dio Calc rios de Costa d Arnes Gr s de Furadouro C1A C1A Cret cico inferior orla ocidental o Enquadramento geogr fico da rea em estudo Arenitos de Carrascal MIP s Xistos Grauvaques Chertes negros Vulcanitos cidos e Xistos porfirobl sticos Proteroz ico sup Falha Figura 19 Zona geol gica da bacia hidrogr fica da gua de compensa o 40 A bacia hidrogr fica do rio Mondego que se estende desde a sua nascente na Serra da Estrela at des
43. ada o enchimento montado em anel em torno da sua base e o ar circula em corrente cruzada Este tem uma limpeza mais f cil uma vez que o enchimento e os distribuidores de gua est o mais acess veis por m o rendimento t rmico inferior devido natureza da opera o ser em corrente cruzada Lestina amp Serth 2014 Quando a tiragem do ar mec nica esta pode ser efetuada com ventiladores de insufla o onde os ventiladores se encontram na entrada do ar atmosf rico na torre na base da mesma ou de extra o onde os ventiladores se encontram no local de sa da do ar atmosf rico da torre no topo da mesma As torres deste tipo possuem grandes ventiladores para for ar por insufla o ou extra o a passagem 20 de ar pela gua quente A gua cai sobre o enchimento para aumentar o tempo de contacto entre a gua e o ar maximizando desta forma o calor transferido entre os dois fluidos O tipo de torres de arrefecimento de tiragem mec nica utilizado mais frequentemente Teixeira et al 1997 Para torres de tiragem mec nica com insuflac o forcada de ar em contracorrente Figura 10 o ar entra na torre atrav s de um ou mais ventiladores e passa pelo enchimento at ao local onde a gua pulverizada A gua circulante atravessa o equipamento em contacto com o caudal de ar que circula em contracorrente e armazenada depois de arrefecida no reservat rio de gua fria localizado na base da torre bacia de arref
44. aguar na Figueira da Foz interseta diferentes unidades litol gicas que correspondem essencialmente a dois dominios as unidades do macico hesp rico e as unidades da bacia meso cenoz ica estando estes separados por um grande acidente estrutural a falha Porto Tomar C rdoba As unidades do macico hesp rico correspondem essencialmente a granit ides de idade Varisca e a unidades do grupo das Beiras constituinte do Complexo Xisto Grauv quico As unidades mais precoces correspondem a turbiditos por vezes finos de idade C mbrica 542 Ma a 488 Ma pertencentes s formac es de Perais Rosmaninhal e Almaceda Ocorrem por vezes formac es do Ordovicico 488 Ma a 443 Ma nomeadamente os quartzitos correspondentes formac o do Quartzito Armoricano No que respeita aos granit ides estes corpos intrusivos instalaram se durante a terceira fase de deformac o Varisca e s o granitos granodioritos e monzogranitos porfir ides A oeste do acidente tect nico Porto Tomar C rdoba dominam litologias detr ticas e carbonatadas pertencentes s unidades das Orlas Mesocenozoicas cujas idades variam entre os 240 Ma e os 5 Ma Nesta regi o as litologias dominantes s o essencialmente formadas por calc rios margas dolomitos argilas e arenitos Como j se referiu a Central da EDP est localizada a cerca de 9 km da foz do rio Mondego que corresponde a uma regi o em que o ambiente dominante carbonatado Neste local salientam se as formac es do Jur
45. ainda mais favor veis nos permutadores de calor e nas torres de arrefecimento Isto leva a um fen meno bastante negativo para o sistema sendo que s o os microrganismos os respons veis pela forma o de biofouling fixa o de um conjunto de microrganismos numa superf cie em contacto com a gua Evans Hoagland 1986 pelo agravamento das situa es de corros o e pelo consumo de certos produtos utilizados no tratamento da gua como os polifosfatos e os fosfatos org nicos O mais grave de todos os aspetos negativos a possibilidade de p r em risco a sa de p blica sendo estes respons veis de doen as bastante perigosas Cullimore 1986 Muitos dos problemas causados no sistema de arrefecimento s o causados pelas bact rias Tamb m as algas e os fungos podem ser respons veis por estes embora numa propor o bastante menor As algas atuam nas estruturas da torre obstruindo a passagem da gua no enchimento j os fungos quando a torre constitu da por madeira destroem na Estes microrganismos t m a capacidade de sintetizar um elevado n mero de enzimas sendo muitas delas excretadas para o meio envolvente Estas enzimas t m a capacidade reagir com mol culas org nicas e inorg nicas de modo a poderem servir de alimento e ou energia a microrganismos uma vez que podem ser assimiladas por estes fomentando assim o seu crescimento e reprodu o Teixeira et al 1997 Mais comummente pode encontrar se nos sistemas
46. ala o piloto ao longo de algum tempo de forma a verificar visualmente a aus ncia de incrusta o Quanto aos outros aspetos da torre de arrefecimento da Central podem ainda realizar se estudos com vista melhoria continua do seu funcionamento Seria conveniente realizar ent o um novo estudo respeitante quantidade de ventiladores em funcionamento devido s condi es climat ricas temperatura ambiente variarem de esta o para esta o tem se que poder n o haver necessidade de um n mero t o elevado de ventiladores em funcionamento durante o inverno quanto aquele que utilizado no ver o Ainda quanto torre de arrefecimento seria interessante estudar o ciclo de concentra o ideal determinando qual a condutividade tima para a qual inevit vel que haja a purga da gua para que o sistema seja eficiente possibilitando assim uma redu o de purgas a efetuar representando uma poupan a quer energ tica quer de produtos qu micos a aplicar Uma ltima sugest o de trabalho futuro se deixa considera o Devido import ncia do papel do S no estudo relativo ao produto anti incrustante seria interessante apurar se existe rela o entre este ndice e todo o tipo de guas de arrefecimento relacionado com o processo produtivo de energia el trica procedendo se sua determina o no caso da sua exist ncia Estes estudos em pondera es diferentes podem levar a poupan as substanciais e a uma sustentabil
47. amp Wolfe J 2008 Determination of Total Solids in Biomass and Total Dissolved Solids iin Liquid Process Samples National Renewable Energy Laboratory Stanford H W 2003 HVAC Water Chillers and Cooling Towers Fundamentals Application and Operation Marcel Dekker Inc Teixeira F Pereira l Santos R amp Beleza V 1997 Tratamento de Aguas de Refrigera o Porto Instituto Polit cnico do Porto U S Departament of Energy 2014 How Gas Turbine Power Plants Work Obtido de Office of Fossil Energy http energy gov fe how gas turbine power plants work World Health Organization 2003 Armmonia in Drinking water Suica Yang C Y Chang C C Tsai S S Chiu H F 2006 Calcium and magnesium in drinking water and risk of death from acute myocardial infartion in Taiwan Em Environmental Research pp 1193 1200 Zeebe R 2009 Marine Carbonate Chemistry Obtido de The Encyclopedia oh Earth http www eoearth org view article 154468 92 Anexos 94 A Determina o do A para c lculo do S amp DIS Para se determinar o valor de Aa considerar na Equa o 7 recorre se a Figura 23 H C F 3 80 0 C 32 F 10 C 50 F 3 40 3 00 40 C 104 F 50 C 122 F 2 60 2 20 1 80 1 40 0 02 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 lonic Strength Figura 23 Diagrama para determinac o do K 95 B Determinac o da Dureza C lcica O estudo para determinar
48. analmente Quando analisados os volumes despendidos com a aplica o do tratamento proposto Tabela 4 o consumo de produtos qu micos seria aproximadamente 620 m correspondendo a uma m dia anual de 155 m3 N o haveria necessidade de inje o de anti incrustante e partindo do principio que n o h forma o de biofouling dada a garantia da desinfe o do sistema de arrefecimento n o existiria tamb m necessidade de injetar biodispersante Quanto ao hipoclorito de s dio ter se ia tamb m uma redu o de pelo menos 15 atrav s do controlo proposto neste estudo Este facto deve se percentagem observada de valores de residual livre de cloro superiores a 2 mg L obtidos nos ltimos 4 anos Tendo em conta a rela o existente pode afirmar se tamb m que haveria uma redu o de no m nimo 15 nas quantidades utilizadas de cido clor drico e bissulfito de s dio Pode concluir se pelo exposto que a aplica o da proposta de tratamento da gua de arrefecimento descrita nesta disserta o consegue evitar num intervalo de 4 anos o desperd cio de cerca de 30 m de hipoclorito de s dio 8 m de produto anti incrustante 85 m de cido clor drico 5 m de produto biodispersante e 2 m de bissulfito de s dio No total ao longo de 4 anos prev se uma diminui o de desperd cio na ordem dos 125 m tendo em m dia uma redu o de cerca de 32 m por ano caso se comprovasse a n o necessidade da utiliza o dos produtos referidos
49. anto o pH da gua dos poros do bet o de cerca 12 5 alcalinidade elevada e na presen a de valores elevados de pH forma se uma camada xida microsc pica na superf cie dos var es pel cula passiva que impede a dissolu o do ferro impedindo assim a corros o Mendon a 2005 Pode ent o admitir se que apenas guas com S de valores superiores a 0 5 s o consideradas preocupantes sendo este o valor com o qual se come am a formar incrusta es muito suaves Posto isto considerou se importante perceber quais as caracteristicas presentes na gua de compensa o em dados momentos uma vez que devido localiza o da Central Termoel trica de Lares h que considerar a influ ncia das mar s na gua mencionada Ou seja no momento seguinte ser necess rio perceber qual a influ ncia que as mar s do Oceano Atl ntico det m nesta gua de 54 compensac o oriunda do rio Mondego Importante ser tamb m relacionar a subida das mar s com a variac o da composic o da gua de compensac o De forma consequente verificar se a necessidade ou a sua aus ncia de aplicac o de tratamento relativo s incrustac es No caso de se configurar necess rio a aplicac o do tratamento da gua de compensac o estudar se qual o mais adequado para o efeito o atualmente aplicado na Central ou um distinto deste quantidade do produto a utilizar 3 1 3 Trabalho experimental De forma a tentar perceber qual a quantidade ideal de pro
50. ar na Tabela 7 Anexo C Portanto de esperar que quando a mar se eleve e consequentemente se misture com a gua do rio esta tenha uma dureza total bastante superior dureza c lcica sendo esta ltima apenas representativa do c lcio existente na amostra Note se que quando a condutividade bastante reduzida contendo a amostra uma grande concentra o de gua doce a taxa de aumento n o t o vis vel uma vez que ainda n o h praticamente gua do mar Tamb m na an lise deste par metro os resultados obtidos na bacia de capta o s o conformes com os resultados obtidos nas an lises com gua natural uma vez que o nico produto qu mico a injetar na bacia de capta o o hipoclorito de s dio e este n o tem na sua constitui o os elementos Caz e Mg que afetam o par metro analisado Brito et al 2010 Na Figura 18 est relacionado o pH e a condutividade 8 5 8 o a O o o P 7 5 e o pH o e 7 e nd o e 6 5 6 0 10000 20000 30000 40000 50000 Condutividade uS cm Figura 18 Relac o entre condutividade e pH Como se observa este par metro tem valores pr ximos de 7 uma vez que a amostra recolhida gua e 7 o seu valor caracter stico valor neutro O pH encontrado normalmente numa gua doce que provenha maioritariamente de condic es mete ricas da chuva de cerca de 5 7 Drever 1997 Hem 1985 Segundo a Carta de Acidez e Alcalinidade dos Solos os dep sitos aluvionares associados
51. astante razo vel da forca i nica de todas as amostras Anexo C 3 1 4 Resultados Os objetivos principais da metodologia aplicada foram perceber qual a tend ncia da gua do sistema se esta tem tend ncia corrosiva ou se por outro lado a tend ncia incrustante Para tal recorreu se determina o do S observando se todos os seus par metros temperatura pH dureza c lcica alcalinidade S7D e for a i nica 55 A condutividade el trica n o comumente utilizada como indicador da variac o do S No entanto como referido no subcapitulo 2 3 4 esta indica a presenca f sica de subst ncias qu micas dissolvidas i es na gua correspondendo a um par metro r pido e f cil de determinar Atendendo s caracter sticas da gua do sistema afetadas pelo comportamento das mar s a condutividade torna se um bom caracterizador no que respeita ao tipo de gua existente Fondriest Environmental Inc 2014 Assume se assim que quanto maior a condutividade maior a concentrac o de gua salgada existente na amostra Em conson ncia com o exposto a condutividade serviu de referencial para aferir a tend ncia na determinac o do S Posto isto apresenta se na Figura 21 a relac o entre os diferentes valores de condutividade e os valores de S De forma a simplificar a compreens o dos resultados agruparam se os mesmos em gua doce sendo que estes s o as amostras com uma concentrac o de S7D inferior a 10 g L e gua salga
52. b m tem uma opera o s lida no setor do g s da Peninsula Ib rica EDP 2014 Hoje a EDP ocupa o 280 lugar no ranking das marcas mais valiosas do mundo e de acordo com o estudo da consultora Brand Finance divulgado em mar o de 2011 o grupo empresarial vale cerca de 2775 milh es de euros 2011 1978 Electricidade de Portugal EDP Empresa P blica eya cs panal Figura 1 Perspetiva cronol gica do Grupo EDP EDP 2014 1 2 1 A hist ria e evolu o da EDP A primeira marca EDP nasceu em 1978 com a denomina o de EDP Eletricidade de Portugal Empresa P blica tratando se apenas de uma marca de neg cio no ano de 1991 que a empresa adota uma identidade jur dica diferente daquela que detinha passa ent o a Sociedade An nima Com isto e com os novos valores que a empresa visa atingir houve tamb m uma necessidade de mudan a gr fica Esta aconteceu em 1993 com uma total rutura face antiga marca com o intuito de se aproximar dos seus clientes e acionistas Mas mais mudan as se seguiram com o mesmo intuito em 2003 o Grupo desenvolveu o conceito central do que seria a nova marca operando se no ano seguinte o grande rebranding e reposicionamento da EDP um sorriso pr ximo e simples Tamb m neste ano a EDP alterou a sua assinatura De Eletricidade de Portugal passa a identificar se por 5 Energias de Portugal porque o seu neg cio deixa de abranger apenas o setor el trico e passa a con
53. caracter stica manifesta se na maioria das guas superficiais n o existindo por via de regra nas guas subterr neas excetuando se os po os e nascentes ap s chuvas intensas Nem sempre a exist ncia de turva o afeta a sa de p blica mas uma gua turva que contenha materiais requer tratamento para que ela se ajuste ao uso desejado O nefel metro o turbidimetro mais utilizado Este mede a raz o entre a intensidade de luz dispersa pela amostra numa dire o aproximadamente perpendicular ao raio de luz incidente e a intensidade de luz que transmitida 44 Brito et al 2010 A turvac o pode dar origem colora o de recipientes e equipamentos ou descolora o de tecidos Poder tamb m revelar a presen a de microrganismos patog nicos incluindo bact rias virus e parasitas Quanto determina o ela pode ser realizada por observa o visual ou atrav s de m todos espectrofotom tricos e nefelom tricos Alves 2010 Cloro residual livre Quando se fala em cloro residual livre est a fazer se refer ncia quantidade de cloro agente oxidante mais comum para a desinfe o que perdura na gua ap s o tratamento para assim fazer face a eventuais contamina es futuras Apesar de este n o representar qualquer perigo para a sa de p blica a presen a deste composto na gua provoca com frequ ncia uma contesta o por parte do consumidor devendo se esta falta de informa o Atente se contudo qu
54. cente CL H20 e HOCI H CIT Equa o 11 HOCI e Ht OCI Equac o 12 Na gua encontra se o cloro quer na forma de residual livre Cl HOCI OCI sendo este a quantidade de cloro ativa na amostra que n o reagiu com agentes org nicos quer na forma residual combinado ou ligado cloraminas e compostos clorados sendo esta correspondente quantidade de cloro que reagiu com agentes org nicos O cloro total n o mais do que a soma dos residuais de cloros acima referidos J a quantidade de cloro necess ria para reagir com todas as impurezas presentes na gua apelida se de car ncia de cloro Num local onde se promove a desinfe o de gua devem se verificar determinados cuidados para prevenir e ou minimizar a exist ncia de zonas estagnadas de forma a otimizar a mistura e o tempo de contacto entre a amostra gua e a dosagem de cloro Para tal desej vel o uso de injetores difusores misturadores mec nicos e ressaltos hidr ulicos Na desinfe o com cloro os produtos secund rios s o por via de regra a maior preocupa o uma vez que normalmente s o indesej veis possuindo uma a o mutag nica e ou cancerigena 69 Para proceder desinfe o correntemente utilizado o hipoclorito de s dio NaOCl na sua forma economicamente mais vantajosa Este produto v a sua efic cia reduzida pelo passar do tempo sendo recomend vel por isso que seja conservado a baixa temperatura sendo desej vel o seu con
55. ciadas a uma descida do n vel do mar Instituto Hidrogr fico 2014 Resultando do fen meno das mar s sendo que em mar alta a gua salgada eleva se e mistura se com a gua do rio existem regimes hidrodin micos peculiares e que se revelam muito vulner veis a fatores de stress ambiental que podem p r em causa o equilibrio dos ecossistemas aqu ticos A essa zona d se o nome de estu rio Duarte amp Vieira 2010 O estu rio do rio Mondego Figura 14 localiza se na zona costeira da regi o centro de Portugal Continental mais precisamente no concelho da Figueira da Foz Este apresenta uma rea de cerca de 1200 ha e reveste se de um elevado interesse ecol gico devido entre outros fatores sua elevada biodiversidade Duarte et al 2008 Nos ltimos 7 5 km do seu trajeto bifurca se em dois bra os norte 35 e sul que voltam a confluir antes de atingir a foz individualizando a ilha da Murraceira Cunha et al 1995 Uma vez que a Central Termoel trica de Lares se encontra pr xima do Oceano Atl ntico e a gua de compensac o utilizada para o arrefecimento do processo produtivo de energia el trica captada de um ponto do rio junto foz esse facto faz com que esta gua seja influenciada pelo regime de mar s e pela ondula o tendo assim uma clara relev ncia os acontecimentos marinhos Cunha et al 1997 Na din mica das guas estuarinas concorrem processos f sicos associados que s o dotados de uma influ ncia
56. co podem surgir como consequ ncia do tratamento qu mico e o 51 silicato de magn sio de aspeto vidrado e de dificil remoc o devendo se para o efeito utilizar meios mec nicos Melo et al 1987 Para que exista a formac o de cristais necess ria a verificac o simult nea de quatro condic es a saber a solubilidade do sal ou xido deve ser ultrapassada o desenvolvimento de particulas microcristalinas o tempo de contacto ter de ser suficiente para ocorr ncia de crescimento de cristais e ainda a velocidade de precipitac o do sal ou xido dever ser superior a sua velocidade de dissoluc o Como j foi referido uma superficie corroida tem uma maior rugosidade tornando se mais favor vel a deposic o de materiais da mesma forma que a baixa velocidade da gua num determinado local aumenta o tempo de contacto levando assim a uma maior suscetibilidade de existirem incrustac es Os sais de c lcio devido a sua predomin ncia em circuitos de gua de arrefecimento s o priorit rios nas preocupac es dos t cnicos que manuseiam o equipamento e dos cientistas que tentam desenvolver alternativas a sua acumulac o nas superficies uma vez que s o estes os que geram maior n mero de incrustac es atrav s nomeadamente do carbonato de c lcio Pretende se portanto que a formac o de incrustac es nos circuitos de arrefecimento n o seja materializada Para tal s o desenvolvidas determinadas ac es nomeadamente e Contr
57. d sodium bisulfite since these products are added in consequence of sodium hypochlorine This research made possible to mitigate the environmental impacts as well as reduce economic costs Based on the economic costs history it was verified that with the introduction of this methodology saving can achieve an annual value of 20 thousand euros Keywords cooling tower optimization chemical products vil viii Abreviaturas e vari veis DA Declarac o Ambiental DL Decreto Lei EDP Energias de Portugal S A EDP Produ o EDP Gest o de Produ o de Energia S A EMAS Sistema de Eco gest o e Auditoria da Uni o Europeia FGRP Poli ster refor ado com fibra de vidro S ndice de Satura o NP Norma Portuguesa REN Redes Energ ticas Nacionais S A SIGAS Sistema Integrado de Gest o do Ambiente e da Seguran a STD S lidos totais dissolvidos TAC Alcalinidade total ndice 1 2 3 IntroducdO nae pauan a a aa EAT raa TAA EAEE TEA EA EAA TEA ETN AAN 1 1 1 Objetivos e organiza o da disserta o ccccocnonocncooncncnonnnononnnonennnonnnnnonnnnnonnncnnnn nono nn nonnnnninns 3 122 Sobe a EMPpresa a ais aneis E E Da et ee agree 5 12 A hist ria e evolu o da EDP ss nono p n a Rn 5 1 3 EDP Gest o de Produ o de Energias S A ooooccccnocncooonnononnnononnnoonnnononnnonnnncnono nono nnnnononcnnns 7 1 4 Central Termoel trica de Lares 22u420444nnnnannnnnnn
58. da neste grupo encontram se as amostras de gua com concentra o de S7D superior a 10 g L Pe a et al 2009 0 6 O 0 4 o o e o e 0 2 e a Oo Is 0 o O Doce 5000 10000 15000 20000 25000 30000 O Salgada 0 2 0 4 co 000 0 6 Condutividade uS cm Figura 21 Rela o entre condutividade e S Como poss vel verificar na Figura 21 para amostras de gua do sistema considerada doce os valores de S aumentam medida que a condutividade aumenta atingindo um valor de S m ximo de 0 44 para uma condutividade de 6300 uS cm Enquanto para amostras de gua salgada essa tend ncia contr ria visto que para o valor m ximo de condutividade 27000 uS cm o valor de S atingido de 0 1 56 3 1 5 Discuss o dos Resultados O trabalho experimental levado a cabo no mbito da utilizac o do anti incrustante no processo de tratamento do sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares teve como fundamento dois objetivos a saber perceber qual a tend ncia da gua de arrefecimento no que respeita incrustac o bem como considerar se o produto qu mico em causa necess rio ao tratamento e por ltimo caso seja necess ria a sua utilizac o determinar qual a quantidade tima a aplicar Quanto ao primeiro objetivo verificada a relac o expressa na Figura 21 sendo esta representativa da condutividade obtida com os valores de S pode afirmar se que quando se verificam guas com uma
59. de arrefecimento de gua tr s classes de bact rias aer bias formadoras de limo desenvolvem se a temperaturas entre os 15 C e os 50 C e com valores de pH entre 4 e 8 anaer bias corrosivas surgem e multiplicam se apenas em meios livres de oxig nio no entanto conseguem sobreviver por per odos relativamente longos em meios arejados e depositantes de ferro bact rias anaer bias ou facultativas que usam o ferro como fonte de energia 60 precipitando o sob a forma de hidr xido ou xido f rrico H ainda bact rias nitrificantes que apenas se desenvolvem em sistemas de arrefecimento contaminados com amon aco e s o bact rias que convertem a am nia em nitrato Teixeira et al 1997 Para que ocorra o desenvolvimento de algas necess rio que parte do sistema seja iluminado por luz solar j no que toca aos fungos estes s o microrganismos aer bios que geralmente se reproduzem por esporos e n o cont m clorofila Evans amp Hoagland 1986 Para o tratamento e preven o do biofouling sendo considerado em parte como uma incrustac o de origem biol gica nas bacias da torre de arrefecimento adiciona se atualmente Spectrus BD1500 produto biodispersante com o intuito de dispersar e remover os dep sitos de microrganismos Este produto uma solu o aquosa alcalina de um pol mero baseado em xido de propileno e xido de etileno 3 2 2 Metodologia Como j se referiu anteriormente o hipoclorito de s dio tem como
60. determina o do ndice de Satura o de Langelier e de Stiff amp Davis Relativamente ao biodispersante e ao hipoclorito de s dio utilizado como desinfetante o estudo consistiu em an lises microbiol gicas e determina es de cloro livre residual Verificou se que o valor m ximo do ndice de Satura o atingido pela gua de compensa o foi de 0 4 revelando que a gua n o evidencia tend ncia incrustante Quanto ao biodispersante observou se que este dispens vel na presen a de quantidade suficiente de hipoclorito de s dio uma vez que as amostras n o apresentavam microrganismos neste cen rio Concluiu se perante os resultados obtidos que n o h a necessidade da aplica o de anti incrustante nem de biodispersante desde que a desinfe o e limpeza do sistema esteja sempre assegurada Sugere se a redu o de 15 da atual quantidade de hipoclorito de s dio utilizada e prev se uma redu o no consumo de cido clor drico e bissulfito de s dio uma vez que estes s o adicionados em consequ ncia do hipoclorito de s dio Com este estudo foi poss vel uma mitiga o dos impactes ambientais assim como uma redu o dos custos econ micos Tendo por base o hist rico de custos econ micos associados ao consumo verificou se que esta poupan a pode chegar a um valor at cerca de 20 mil euros anuais Palavras chave torre de arrefecimento otimiza o produtos qu micos vi Abstract Lares Combine Cycle Power
61. do ele e os seus derivados CIO cloraminas etc s o germicidas atuando tamb m na eliminac o de cheiros e sabores favorecendo a oxida o do ferro do mangan s e do H S Por quest es econ micas os desinfetantes qu micos s o os mais utilizados e o cloro predomina no tratamento de gua Brito et al 2010 Os desinfetantes devem possuir toxicidade para os microrganismos mas em simult neo n o podem ser t xicos para os consumidores indiretos sejam eles seres animais ou vegetais nas concentra es em que s o aplicados para o tratamento Estes agentes de tratamento devem possuir um coeficiente de morte celular elevado e uma a o efetiva na preven o do reaparecimento dos microrganismos nos sistemas de distribui o Caracteristicamente os desinfetantes devem ser sol veis em gua e ou nos tecidos celulares ser est veis e uniformes na composi o devem desodorizar e desinfetar em simult neo e por outro lado n o devem ser corrosivos Do ponto de vista econ mico eles dever o representar o menor custo possivel para a empresa uma vez que correspondem a uma grande parte do sistema de tratamento das guas O desinfetante n o atua de per si ele est condicionado n o s pelo tempo de contacto como pela concentra o intensidade natureza e tipo de agente qu mico ainda afetado pela temperatura pelo n mero e tipo de organismos os esporos s o mais resistentes pela natureza do solvente de suporte do desinfetante p
62. do ensaio Quando o teste microbiol gico foi efetuado o residual livre de cloro desta amostra tinha um valor de 0 36 mg L encontrando se fora do intervalo minimo residual de 0 5 mg L necess rio para existir desinfec o Devido a isto o meio de cultura apresentou um controlo positivo para a presenca de bact rias Por m de denotar que possivel contar menos unidades formadoras de col nia do que aquele observado na amostra do ensaio C que apenas continha biodispersante e nenhum biocida Este facto infere que o hipoclorito de s dio essencial para a eliminac o da atividade bacteriana da corrente de arrefecimento do sistema 66 Na pr xima fase do estudo procurou se perceber o efeito destes agentes qu micos em sistema est tico n o agitado correspondendo assim ao estado de inoperac o do sistema de arrefecimento As amostras E e F foram sujeitas a duas condic es de operac o num primeiro momento as amostras permaneceram incubadas 28 dias em branco ap s este periodo amostra E foi adicionado hipoclorito de s dio e a amostra F produto biodispersante e hipoclorito de s dio No momento da adic o ambas as amostras possuiam biofouling formado mas no final s a amostra E continha bact rias vi veis Este dado leva a concluir que em sistema est tico nas condi es de forma o de biofouling o hipoclorito de s dio por si s n o eficaz na elimina o total da carga microbiana Assim nestas condi es de opera o just
63. do valor representando cerca de 30 seguindo se o biodispersante devido ao seu valor de mercado elevado No entanto como se pode verificar tabela estes foram os produtos menos gastos mas correspondem a uma grande parte no que ao valor econ mico dos produtos qu micos diz respeito Ap s a an lise com a aplicac o do tratamento proposto neste estudo Tabela 6 verifica se que caso este fosse posto em pr tica evitar se ia um gasto de pelo menos 65 mil euros sendo certo que nesta proposta de tratamento n o existe necessidade da utilizac o quer de produto anti incrustante quer de produto biodispersante Ainda com a reduc o da adic o de hipoclorito de s dio na ordem dos 15 e com a consequente reduc o dos produtos diretamente dependentes deste conseguiria reduzir se desde 2010 a 2013 para cerca de 72 mil euros o custo econ mico dos produtos qu micos para tratamento da gua de arrefecimento eliminando assim um desperdicio ao longo dos ltimos 4 anos de cerca de 77 5 mil euros Por ano com a aplicac o do tratamento proposto o custo de aquisic o dos produtos qu micos utilizados no processo de tratamento de gua do sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares seria cerca de 18 mil euros Como resultado da an lise econ mica verifica se que existiriam vantagens na aplicac o do tratamento proposto representando em comparac o com o atualmente praticado uma reduc o at 20 mil euros caso fosse comprovado que
64. duto anti incrustante a utilizar estudou se a necessidade da aplicac o do produto em estudo no tratamento da Central Termoel trica de Lares Para tal recolheu se gua do sistema de arrefecimento em diferentes dias e horas durante um periodo correspondente a tr s meses e analisou se os valores de S obtidos comparando se os resultados Os par metros a determinar foram a temperatura o pH a condutividade os s lidos dissolvidos a dureza c lcica e a alcalinidade total Estes ap s aplicac o do m todo descrito anteriormente permitiram a classificac o da gua no que respeita tend ncia corrosiva ou incrustante Depois caso se apurasse a necessidade da aplicac o do produto anti incrustante no tratamento da gua de arrefecimento o ltimo objetivo seria efetuar um estudo onde se aplicaria diferentes concentrac es deste produto de forma a perceber qual a concentrac o ideal para um eficiente tratamento do sistema de arrefecimento O principal objetivo do estudo relativo ao anti incrustante foi tentar encontrar um m todo r pido e de f cil percec o que indique qual a tend ncia da gua do sistema a causar inscrustac es e consequentemente concluir relativamente a necessidade de aplicac o deste produto qu mico no tratamento ou n o Ap s v rios dados obtidos relativamente dureza total fez se um pequeno estudo onde se relacionou a dureza total com a dureza c lcica e com a condutividade Anexo B Realizou se uma aproximac o b
65. duzida assim como as descargas tanto quanto possivel para que sejam evitadas variac es nas caracteristicas da gua de arrefecimento necess rias ao funcionamento de uma torre de arrefecimento Para isto pode se operar uma s rie de cuidados correspondentes a tratamentos pr vios ao n vel qu mico No entanto e devido natureza economicamente elevada tal deve ser pensado em cada caso concreto observadas as caracter sticas f sico qu micas da agua antes de efetuar tal tratamento sob pena de serem adjudicadas verbas desnecess rias nesta opera o Note se que nos circuitos de recircula o abertos suportam se temperaturas mais elevadas e requer se um bom controlo do circuito pois devido sua natureza existe uma propens o para a concentra o de s lidos Teixeira et al 1997 Nas torres de arrefecimento o arrefecimento promovido por evapora o O fen meno de evapora o da gua sendo esta s e apenas gua pura na torre retira calor gua que fica no sistema arrefecendo a Isto origina a concentra o de s lidos dissolvidos na gua de arrefecimento CoolAir International 2014 Daqui se retira que quanto maior for o n mero de concentra es menor ser o consumo de gua Relativamente a este ponto ter se o em considera o alguns limites no que respeita s solubilidades do carbonato de c lcio sulfato de c lcio e s lica O n mero de concentra es influencia a efic cia de alguns produtos tal como acon
66. e 20 min na 42 primavera e no ver o devido degrada o de cloro por parte do calor e da luz solar O caudal da bomba de inje o de 1000 m h e Biodispersante tendo como finalidade como o pr prio nome indica a dispers o e remo o dos dep sitos de microrganismos diminuindo assim o n mero de paragens para a limpeza A presen a deste qu mico potencia a a o antimicrobiana do cloro Este injeta se uma vez por semana segunda feira uma hora antes da adi o de hipoclorito de s dio atrav s de uma bomba com caudal de 19 1 L h e Anti Incrustante tendo como fun o evitar a deposi o de sais minerais no sistema de arrefecimento resultantes dos processos de corros o na tubagem do circuito e na tubagem do condensador Este produto injeta se em continuo quando existe gua de compensa o a entrar nas bacias da torre de arrefecimento atrav s de uma bomba com caudal de 7 5 L h e cido clor drico de forma a controlar os valores de pH e de alcalinidade sendo apenas adicionado caso o pH da gua seja superior a 8 2 0 objetivo da sua adi o baixar o pH e a alcalinidade resultante da gua salgada O caudal de inje o de 60 L h e Bissulfito de s dio neutralizando se por esta a o o excesso de cloro Este apenas adicionado na purga e quando o residual de cloro superior a 0 5 mg L uma vez que segundo o DL 236 98 este o limite m ximo de concentra o legal para a descarga de gua no meio ambiente O
67. e Ribatejo uma central convencional a carv o Sines e uma central de turbinas a g s utilizando gas leo Tunes EDP Produc o 2014 Segundo a DA a EDP Produc o disp e de um Sistema de Gest o Ambiental certificado pela NP EN ISO 14001 em todas as instalac es termoel tricas desde o ano de 2010 No entanto a EDP Produ o det m o registo no Sistema Comunit rio de Ecogest o e Auditoria EMAS em todas as suas instala es com o intuito de perseguir uma melhoria constante do seu desempenho ambiental 1 4 Central Termoel trica de Lares A necessidade de encontrar soluc es vi veis para garantir a seguranca de abastecimento de energia el trica ao pa s tendo em conta o previsivel crescimento do consumo interno e do mercado ib rico liberalizado imp s o crescimento da capacidade de produc o com base em combustiveis f sseis aliado a uma pol tica de elevada protec o ambiental para al m do reforco da produc o em grandes e m dios aproveitamentos hidroel tricos ou com origem em outros recursos renov veis e ainda com recurso a produc o de energia atrav s de ciclos combinados Martins Santos 2005 Em conson ncia com o exposto e por informac es de documentos da empresa o Grupo EDP decidiu construir a Central Termoel trica de Lares Figura 3 com vista produ o de energia el trica a precos competitivos utilizando para isso tecnologia de forma a uma efici ncia que se aproxime do timo quer em termos ec
68. e a minha dissertac o seja colocada no reposit rio da Universidade do Minho com o seguinte estatuto assinale um 1 X Disponibilizac o imediata do trabalho para acesso universal 2 Disponibilizac o do trabalho para acesso exclusivo na UM durante o periodo de l ano O 2 anos ou 3 anos sendo que ap s o tempo assinalado autorizo o acesso universal 3 LJ Disponibiliza o do trabalho de acordo com o Despacho RT 98 2010 c embargo anos Braga 27 de Novembro de 2014 Assinatura A persist ncia o melhor caminho para o xito Charles Chaplin Agradecimentos Alone we can do so little together we can do so much Helen Keller Obrigado Eng Margarida C rrea por toda a atenc o dispensada pela simpatia pelas palavras e por sempre ter acreditado que seria possivel Ao Professor Jo o Peixoto Professor Jos Maria Oliveira e Professor Vitorino Beleza pela atenc o conselhos e disponibilidade EDP nomeadamente Central Termoel trica de Lares pela oportunidade da realiza o do est gio pelas pessoas que me permitiu conhecer por todo o conhecimento transmitido pela orienta o e apoio prestado Um agradecimento especial Vanessa Joana ao Keston e ao Filipe Calais Silvia Tina ao Pedro e ao Dinis por toda a dedica o ajuda e paci ncia nestes ltimos meses Fam lia nomeadamente M e Miguel Is Kiki Sofia Tio ngelo e Av s pelo apoio i
69. e cap tulo tem como intuito demonstrar quais as vantagens econ micas e ambientais do novo tratamento proposto em relac o ao tratamento praticado atualmente Por fim no quinto cap tulo faz se uma sintese das principais conclus es resultantes de todo o trabalho realizado no dom nio desta disserta o e apresentam se algumas ideias e sugest es para desenvolvimentos futuros no que respeita otimiza o do sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares 1 2 Sobre a Empresa A EDP nasceu em 1976 com a fus o de 13 empresas do setor el trico portugu s Desde ent o o Grupo EDP n o parou de crescer e evoluir Figura 1 tornando se numa das maiores multinacionais portuguesas l der no setor de energia O Grupo EDP liderado pela EDP Energias de Portugal S A e tem por objeto a promo o dinamiza o e gest o por forma direta ou indireta de empreendimentos e atividades na rea do sector energ tico EDP 2014 Segundo a Declara o Ambiental DA de 2012 da Central Termoel trica de Lares as empresas do Grupo EDP s o geridas como unidades de neg cio relativamente aut nomas operando no setor energ tico em v rias geografias com uma atividade maiorit ria no setor da produ o e distribui o de energia el trica dos maiores grupos industriais portugueses um dos maiores produtores de energia na Pen nsula Ib rica e um dos maiores operadores energ ticos europeus Al m de operar no setor el trico tam
70. e concentra es excessivas poder o levar corros o dos sistemas de distribui o Al m de ter uma fun o de desinfe o muito importante ele reage com amoniaco ferro magn sio e subst ncias respons veis por odores e sabores pelo que a sua a o melhora substancialmente a qualidade da gua Saliente se que o cloro det m a sua efic cia m xima quando os valores de pH est o entre 7 e 8 2 Teixeira et al 1997 Alcalinidade Este par metro de qualifica o de gua corporiza se no total das subst ncias presentes numa gua suscet veis de neutralizar cidos fortes atuando estas subst ncia como tamp o A alcalinidade deve se maioritariamente presen a de carbonatos bicarbonatos e hidr xidos Mede se este par metro atrav s da determina o por titula o da amostra com uma solu o de um cido forte como o HCI referenciando dois pontos sucessivos de equival ncia indicados por meios potenciom tricos ou por mudan a de cor com o aux lio de dois indicadores cido base apropriados Com esta metodologia obt m se a alcalinidade fenolftaleina que revela a medida do teor de hidr xidos e de carbonatados alcalinos presentes numa amostra usualmente expressa em termos de CaCO estabelecida pelo disp ndio de cido at se chegar o valor de pH de 8 3 A alcalinidade total corresponde medida do teor de hidr xidos carbonatos e bicarbonatos da amostra sendo determinada pelo volume gasto de cido at chegar
71. ecimento De forma a evitar a perda de gua e desperdicio de produtos qu micos existe o separador de goticulas que tem a forma de uma rede met lica e est colocada acima dos distribuidores de gua A mistura de ar aquecido abandona a torre pelo topo As torres deste tipo t m um bom rendimento termodin mico devido ao seu escoamento em contracorrente quanto velocidade do ar ela relativamente elevada fazendo com que haja uma menor tend ncia para a formac o de nevoeiro nas depend ncias das torres A manutenc o neste tipo de torres tamb m mais f cil Todavia salienta se a necessidade de uma elevada pot ncia para o funcionamento do s ventilador es existindo tamb m ru do gerado pelo s mesmo s Stanford 2003 Figura 10 Torre de tiragem mec nica por insufla o No caso de serem o mesmo tipo de torres em contracorrente mas com extra o for ada de ar temos o ventilador colocado sa da da torre sendo por eles que o ar extra do Estas tamb m t m um bom rendimento termodin mico devido ao seu escoamento em contracorrente uma vez que a distribui o do ar melhorada Contudo existem tamb m alguns factos menos vantajosos o ventilador trabalha com uma mistura de ar e vapor de gua a uma temperatura morna n o existindo uma efici ncia 21 aproximada do timo e a estrutura tem de ser maior e de suportar o ventilador tornando este menos acessivel Sampaio 2010 Para torres de arrefecimento co
72. efecimento nesses mesmos microrganismos Na Figura 22 est representado o ensaio realizado Branco pi Hipocloritq Biodisp Hipoclorito Branco Branco Hipoclorito Figura 22 Esquema representativo do ensaio laboratorial No processamento do ensaio foram aplicados durante 10 dias em todos os recipientes com tratamento o produto estabelecido no protocolo experimental para que todas as amostras se encontrassem sempre com as condi es inicialmente propostas Teve se sempre em especial aten o a concentra o de cloro residual livre nas amostras que continham cloro livre tentando mant lo sempre entre 0 5 e 2 mg L Do mesmo modo teve se tamb m em aten o o pH das amostras tendo este sido 62 controlado para valores de pH entre 7 e 8 2 Ap s esse tempo realizou se o teste microbiol gico para perceber quais os tratamentos que tinham sido eficientes na elimina o e na n o forma o de biofouling O controlo microbiol gico levado a cabo atrav s da utiliza o de MERK 778 Cult Dip combi composto por um meio de cultura pronto a incubar determinando assim o n mero de bact rias e esporos a uma temperatura de 25 C 63 3 2 4 Resultados Os dados relativos aos ensaios realizados podem ser encontrados de forma sistem tica na Tabela 2 Note se que na leitura dos resultados dever se ter em atenc o que a presenca de microrganismos demonstrada pela exist ncia da cor vermelha na amostra T
73. elos s lidos em suspens o e mat ria org nica que t m um efeito retardat rio na atua o do desinfetante e por fim pelo pH 68 No programa de desinfec o a destrui o poss vel dos microrganismos n o ocorre instantaneamente obedecendo a uma cin tica que pode ser representada por uma rela o de primeira ordem denominada por lei de Chick Equa o 9 Esta integrada entre to e t permite a obten o da Equa o 10 No entanto devido a raz es diversas sejam elas a exist ncia de per odos de lat ncia anteriores ao efeito t xico a presen a de impurezas e derivadas rea es paralelas a anormal homogeneiza o e as concentra es localizadas de microrganismos a lei de Chick na pr tica nem sempre verificada Em ambas as equa es representa o tempo de contacto VV o numero de organismos no tempo M o n mero de organismos no tempo e k o coeficiente de morte dN _ _ aN _ 5 Z KN o k de Equac o 9 N dN t N AS her o kdt o In k t to Equac o 10 Ao processo de desinfec o com cloro d se a denominac o de cloragem ou clorac o Em soluc es aquosas no que respeita qu mica do cloro as rea es de hidr lise Equa o 11 e dissocia o Equa o 12 s o as mais importantes As tr s esp cies cloradas inorg nicas cloro livre ou ativo cloro Ch cido hipocloroso HOCI e ido hipoclorito OCI t m pela ordem apresentada um poder desinfetante decres
74. em todo o ano J no que respeita s vantagens econ micas da aplica o deste tratamento tamb m estas seriam consider veis Abaixo encontram se os valores relativos ao custo do tratamento atualmente aplicado Tabela 5 e os valores relativos aos gastos econ micos caso o tratamento proposto fosse aplicado Tabela 6 79 Tabela 5 Custo econ mico gasto em produtos qu micos com o tratamento atual at 2013 Valor 2010 2011 2012 2013 TOTAL Hipoclorito de s dio 5759 25 10662 60 27847 54 Anti Incrustante 26865 1559959 42464 59 Acido cloridrico 10442 07 14339 51 37832 48 Biodispersante 13475 88 4581 60 22639 08 Bissulfito de s dio 874 4151 50 13650 50 Anti Espuma 1028 16 3084 48 4626 72 TOTAL 58444 36 52419 28 23677 50 14519 77 149060 90 M dia Anual 37265 23 Tabela 6 Custo econ mico gasto em produtos qu micos co m o tratamento proposto at 2013 Valor 2011 2012 2013 TOTAL 23563 80 Anti Incrustante 0 0 cido cloridrico 11901 79 31927 70 Biodispersante 0 0 Bissulfito de s dio 11606 15 Anti Espuma 4626 72 TOTAL 15542 18 27281 98 16122 81 12777 40 71724 36 Media Anual 17931 09 80 Como observado na Tabela 5 desde 2010 at 2013 gastou se um total de cerca de 150 mil euros cerca de 37 mil euros por ano nos produtos analisados o produto anti incrustante foi o grande respons vel deste eleva
75. eration Considerations Obtido de The Chemical Engineers Resource http www cheresources com content articles heat transfer cooling towers design and operation considerations Hem J D 1985 Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water Instituto Hidrogr fico 2014 B ias Ond grafo Obtido de Instituto Hidrogr fico http www hidrografico pt boias ondografo php 90 Instituto Hidrogr fico 2014 Gloss rio Cient fico Mar s Obtido de Instituto Hidrogr fico http www hidrografico pt glossario cientifico mares php Lakos 2014 Para L quidos de Processo Idustrial Lestina T G Serth R W 2014 Process Heat Transfer Principles Applications and Rules oh Thumb Second Edition Inglaterra Martins amp Santos V 2005 Formula o de Pol ticas P blicas no Horizonte 2013 relativas ao tema Energia Instituto Superior de Economia e Gest o McGraw Hill Financial 2014 Obtido de S amp P Dow Jones Indices http www djindexes com Melo L F Bott T R amp Bernardo C A 1987 Proceedings of Fouling Science and Technology Holanda Kluwer Academic Publishers Mendonca L 2005 Durabilidade de Estruturas de Bet o Armado Degradac o do Bet o e Corros o de Armaduras e Import ncia da Inspecc o Peri dica Arte e Cimento Navarro V amp Gama C 2005 Engenharia Ambiental Subterr nea e Aplicac es Oddone D 2001 Cogerac o Uma Alternativa para P
76. erificado no subcap tulo 2 3 3 d se a drenagem de terrenos com composi o carbonatada sendo estes constitu dos por minerais ricos em c lcio e magn sio calcite e dolomite proporcionando a mobiliza o dos elementos alcalinos Ca e Mg O total de s lidos dissolvidos encontra se por sua vez relacionado com a dureza total de uma gua Para um modelo de intera o gua rocha t pico pressup e se que ao interagir com os diferentes substratos a gua promove trocas i nicas entre ela e o meio removendo alguns destes cati es que s o incorporados na mesma ocorrendo a rea o expressa na Equa o 8 Navarro amp Gama 2005 57 CaCO CO H20 gt 2HC03 Ca Equac o 8 Portanto espera se que a medida que s o remobilizados os diversos compostos i nicos a concentra o destes aumente na amostra Assim tamb m espect vel que a concentra o dos i es de c lcio e magn sio neles incluidos aumente Consequentemente o aumento da concentra o de S7D estar relacionado com o aumento da dureza Verifica se que a distribui o da concentra o de S7D e a dureza apresentam uma distribui o an loga tal como se pode verificar atrav s da correla o apresentada na Figura 26 Anexo D Pode ent o concluir se que a guas com menores durezas corresponder o menores valores de concentra es de S7D Para guas com uma concentra o reduzida de S7De de baixa dureza gua doce o Sapresenta valores mais redu
77. est o muito reduzidos face ao passado uma vez que os equipamentos e os produtos quimicos outrora altamente dispendiosos s o agora de custo muito razo vel por isso bastante vulgar a medi o em linha que tem em conta par metros essenciais associadas ao controlo autom tico O mercado tem hoje sistemas de controlo centralizados em microprocessadores que recebem sinais de unidades de medida em linha medidor de pH condutivimetro term metros ou outros elementos de medida da temperatura etc e exercem ainda controlo sobre as vari veis a monitorizar por exemplo o caudal debitado por bombas doseadoras de aditivos cidos bases inibidores de corros o hipoclorito de s dio etc a abertura da v lvula da purga etc Teixeira et al 1997 28 2 2 Sistema de Arrefecimento do Processo Produtivo O sistema de arrefecimento no caso espec fico da Central Termoel trica de Lares corresponde a um sistema de circulac o aberto de tiragem mec nica por extrac o com circulac o contracorrente Neste tipo de sistemas o componente primordial para a refrigerac o da gua de circulac o a torre de arrefecimento Figura 11 No caso da Central Termoel trica de Lares esta torre corresponde ao tipo h mido existindo a promoc o da circulac o do ar para obtermos o arrefecimento da gua sendo o fluido correspondente ao trabalho por ela efetuada um fluido evaporado vapor de gua Nesta torre de arrefecimento em concreto conta se com oit
78. existir produc o de energia el trica de forma alternativa colmatando uma possivel falta de g s natural para que o abastecimento de energia el trica por parte da Central esteja sempre garantido Desde 2010 que a Central Termoel trica de Lares est certificada de acordo com a NP EN ISO 14001 2004 um normativo que consiste num sistema de gest o ambiental integrado agregando quer as pol ticas ambientais quer os planos estrat gicos de ambiente da informac o ambiental e do desempenho ambiental das organizac es est certificada pela OHSAS 18001 2007 uma norma que oferece orientac es sobre avaliac es de sa de e seguranca no trabalho levando em considerac o a prevenc o de acidentes a reduc o de riscos e o bem estar dos seus colaboradores No entanto para obter uma orientac o e monitorizac o de forma sist mica foi criado o Sistema Integrado de Gest o do Ambiente e da Seguranca SIGAS que integra as duas certificac es descritas Tamb m no ano de 2010 a Central de Lares iniciou a implementac o de pol ticas e ferramentas baseadas na filosofia LEAN que visam a melhoria continua da empresa e o aumento de valor para o cliente Nos anos seguintes foram desenvolvidas um conjunto de iniciativas que permitiram a manutenc o do SIGAS e da filosofia LEAN e o registo da Central Termoel trica de Lares no EMAS substanciado em 2013 que visa a concretizac o do dominio da estrat gia de desenvolvimento atrav s da aplicac o de pr ticas e p
79. gases de exaust o resultantes do processo de combust o produzindo gua quente ou vapor saturado Freitas 2007 Esta encontra se abastecida com gua 13 desmineralizada e possui tr s niveis de press o alta m dia e baixa e ainda com um barrilete dep sito onde a gua liquida se separava do vapor por gravidade associado a cada press o A chamin Figura 7 tem como fun o expelir os gases resultantes da combust o j os sistemas de pot ncia de controlo e de instrumenta o t m a fun o de assegurar o bom funcionamento do processo Figura 7 Chamin de um dos grupos da Central Termoel trica de Lares Para a realiza o do processo produtivo de energia el trica os componentes acima descritos n o bastam Torna se necess ria a utiliza o de equipamentos auxiliares ao funcionamento e rentabilidade de todo o processo Existem assim na Central equipamentos de suporte ao processo nomeadamente um condensador que se encontra englobado na turbina a vapor e tem como finalidade a mudan a do estado f sico da gua de gasoso para l quido uma torre de arrefecimento que tem como fun o o arrefecimento da gua do condensador atrav s de permutas de calor e por ltimo bombas hidr ulicas que s o equipamentos rotativos com o objetivo de efetuar ou manter o deslocamento de um l quido por escoamento Quanto ao processo produtivo de energia el trica da Central Termoel trica de Lares pode dizer se que para al
80. gasoso vapor de gua sendo a energia associada mudan a de fase o calor latente de vaporiza o do liquido Isto ocorre quando as mol culas do l quido pr ximas da superf cie sofrem colis es que aumentam a sua energia acima da necess ria para sobrepor a energia de liga o das mol culas Esta proveniente da energia interna do l quido que n o evapora que por sua vez arrefece ao ceder a energia CoolAir International 2014 medida que os dois fluidos interagem uma pequena fra o do caudal de gua evapora e mistura se com o ar aumentando a humidade relativa deste Teixeira et al 1997 Quanto maior for a superf cie de rea da gua exposta maior quantidade poss vel de caudal de ar durante o m ximo per odo de tempo possivel mais eficiente a evapora o da gua e consequentemente maior a taxa de arrefecimento da gua Bergman et al 2011 A temperatura da gua nas torres de arrefecimento est numa gama entre os 29 C e os 35 C podendo nalguns casos ir acima dos 49 C e noutros abaixo dos 21 C dependendo das condi es ambientais do sistema de carga t rmica e da estrat gia de opera o ASHRAE Standard Committee 2000 22 Para compensar a frac o de gua que evapora para o ar atmosf rico adicionada ao reservat rio de gua fria uma quantidade igual de gua perdida gua de evaporac o e da purga Assim segundo documentos da Central consegue se que o fluido que entra na t
81. hos laboratoriais conclui se que existe uma sobredosagem na aplicac o dos produtos qu micos adicionados ao tratamento e que alguns deles poderiam at ser suprimidos deste desde que verificadas determinadas condic es Assim quanto ao hipoclorito de s dio conclui se atrav s da an lise do hist rico de um ano 2013 que em 15 dos valores verificados o residual de cloro livre se encontrava acima do valor m ximo do intervalo relativo a este proposto neste estudo 2 mg L Isto significa que existe uma sobre adi o deste composto em pelo menos 15 de volume Com rela o direta ao hipoclorito de s dio tem se dois outros produtos qu micos o cido clor drico e o bissulfito de s dio Certamente se compreender que se existe uma adi o excessiva de hipoclorito ela tamb m est patente nestes dois compostos Por aproxima o conclui se que existir tamb m aqui uma sobre adi o de compostos qu micos na mesma ordem de grandeza do hipoclorito de s dio Outro produto que esteve em an lise foi o biodispersante Ap s a simula o do tratamento aplicado na Central Termoel trica de Lares num ambiente laboratorial bem como o estudo em paralelo de um tratamento da gua do sistema de arrefecimento em que apenas se usou o hipoclorito de s dio mantendo se sempre um residual de cloro livre situado entre 0 5 e 2mg L intervalo proposto acima e valores de pH entre 7 e 8 2 conclui se que ambos s o eficazes na elimina o de microrganis
82. idade do processo produtivo de energia el trica 87 88 Bibliografia Al Fozan S A amp Malik A U 2008 Effect of seawater level on corrosion behavior of different alloys Alves C 2010 Tratamento de guas de Abastecimento 3 Edi o Porto Publindustria ASHRAE Standard Committee 2000 Minimizing the Risk of Legionellosis Associated with Building Water Systems 4 Az M 2003 Classification of mineral water types and comparison with drinking water standards Em Environmental Geology pp 554 563 Benoliel M J Diegues P amp Fernando A L 2012 Prevenc o e Controlo de Legionella nos Sistemas de gua Caparica Instituto Portugu s da Qualidade Bergman T L Lavine A S Incropera F P amp DeWitt D P 2011 Fundamentals of Heat and Mass Transter 7th Edition Estados Unidos da Am rica BetzDearborn 2000 Chemical Water Treatment Recommendations For Reduction of Risks Associated with Legionella in Open Recirculating Cooling Water Systems Brito A G Oliveira J M amp Peixoto J M 2010 Tratamento de gua para Consumo Humano e Uso Industrial Porto Publindustria Cabral P 2014 O G s Natural e os Transportes Lisboa Centers for Disease Control and Prevention 22 de Maio de 2014 Naegleria fowleri Primary Amebic Meningoencephalitis PAM Obtido de http www cdc gov parasites naegleria Cheremisinoff N P amp Cheremisinoff P N 1983 Cooling Towers
83. if cios e passeios p blicos devido pluma formada pelo ar que abandona a torre Por outro lado na localiza o para a constru o das torres de arrefecimento dever ter se em conta o f cil acesso torre para efeitos de manuten o tendo se tamb m em aten o poss veis futuras constru es incluindo terrenos vizinhos Stanford 2003 No que respeita sa de p blica devido s condi es existentes nas torres de arrefecimento e se n o forem tomadas precau es adequadas podem se desenvolver bact rias como a Legionella causadora de doen as sendo o caso mais relatado a pneumonia dos legion rios Manter o sistema limpo reduz a quantidade de nutrientes dispon veis para o crescimento do microrganismo ASHRAE Standard Committee 2000 2 1 2 Tratamento e controlo da gua de arrefecimento O tratamento da gua de arrefecimento tem um papel importante na minimiza o dos problemas de todo o sistema da torre de arrefecimento O tratamento visa a minimiza o dos problemas no sistema de arrefecimento seja o uso mais eficiente poss vel da gua seja fazer com que o crescimento microbiol gico a forma o de incrusta es o fen meno da corros o e da deposi o de subst ncias s lidas org nicas ou inorg nicas em superf cies onde ocorre transfer ncia de calor seja o m nimo Um tratamento de gua eficaz permitir opera es mais eficientes pela exist ncia de menores sujamentos um tempo de vida maior do sistema
84. ifica se a utiliza o do biodispersante Esta considera o viu se tamb m refor ada pelos resultados obtidos atrav s dos ensaios G e H Assim a amostra G que continha apenas hipoclorito de s dio desde o momento inicial de incuba o n o apresenta unidades formadoras de col nia demonstrando a efic cia do hipoclorito de s dio em sistemas sem biofouling formado J a amostra H que continha apenas biodispersante desde o momento inicial de teste tal como a sua cong nere sob agita o amostra C no final do per odo de incuba o contem bact rias vi veis Com este fato conclui se que independentemente do regime o uso do biodispersante por si s n o permite eliminar a carga bacteriana da gua do sistema de arrefecimento Por sua vez nas condi es em que existe a a o combinada do hipoclorito de s dio e do biodispersante n o existem bact rias vi veis amostra Com o finalizar de todos os ensaios foi possivel concluir que o biodispersante n o tem capacidade para agir como desinfetante agindo como auxiliar do hipoclorito de s dio sempre que existe forma o de biofouling permitindo atrav s da sua a o que as c lulas bacterianas sejam removidas das superf cies onde podem estar agregadas para assim proceder se desinfe o Com tudo o que foi exposto afigurou se tamb m que o hipoclorito de s dio um desinfetante eficaz em qualquer estado de funcionamento do sistema desde que n o exista forma o pr vi
85. incrusta es nas tubula es por onde passa gua quente uma vez que os sais se poder o precipitar devido a o anteriormente referida A dureza expressa em miligrama por litro mg L ou miliequivalente por litro meq L de CaCO carbonato de c lcio independentemente dos i es que a originem De forma subtil o ferro o mangan s e o zinco presentes na gua contribuir o para a sua dureza Yang et al 2006 A dureza c lcica corresponde concentra o de c lcio existente na amostra Ambas as durezas quer total quer c lcica determinaram se neste estudo pelas NP 424 1966 e NP 506 1967 respetivamente Oxig nio Dissolvido Muitos seres vivos est o dependentes do oxig nio para manter a atividade metab lica para produzir energia e crescer e reproduzir Assim o oxig nio existente na gua decomposto por microrganismos que o usam na respirac o A concentrac o de oxig nio dissolvido numa gua poder ser indicadora da presenca de microrganismos na gua sendo necess rio um tratamento desta por forma a remov los Isto ocorre quer para que a gua seja eficaz para o uso a que se destina quer por quest es de sa de p blica uma vez que alguns desses microrganismos podem ser patog nicos A 46 concentrac o de oxig nio dissolvido na gua determinado atrav s de um medidor port til sendo esta usualmente expressa com a unidade mg L S lidos Suspensos A mat ria particulada suspensa na gua prov m d
86. is elevada do que em guas duras A inclus o de um inibidor de sujamento tamb m imperativa apesar de em dosagens inferiores s guas duras Teixeira et al 1997 No entanto ao programa de tratamento dever ser feita a adic o de biocidas por forma a evitar o crescimento e desenvolvimento de microrganismos e eliminar aqueles que j l se encontram Esta adic o deve ser regular eventualmente em continuo de um biocida oxidante como o cloro e derivados ozono e ou bromo suplementada com a aplicac o semanal quinzenal ou mensal de um biocida org nico em doses elevadas 100 mg L a 300 mg L Teixeira et al 1997 Uma nota para dizer que operando numa zona alcalina agravam se os problemas respeitantes ao sujamento biol gico reduzindo se tamb m a efic cia dos biocidas Existe assim a necessidade de ter este aspeto em considerac o para proceder escolha bem como dosagem do biocida a aplicar Outra nota relevante diz respeito pr tica da purga ser necess rio que as dosagens aplicadas n o interfiram nos processos biol gicos de tratamento das guas residuais No mercado podem encontrar se muitas soluc es para levar a cabo os tratamentos de guas de arrefecimento Atualmente as pr prias companhias que fornecem os produtos para o efeito oferecem muitas vezes um servico complementar de apoio garantindo uma eficiente operac o do tratamento A empresa que forneca este servico dever sempre fazer chegar a formulac o que us
87. lidos Totais Dissolvidos e Dureza Total Na Figura 26 encontra se a relac o entre os S7De os valores de dureza total obtidos 6000 e Oo Oo 5000 e e 4000 o Ve DT e 3000 mg L 2000 e e en 1000 q o 2 o O 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 STD mg L Figura 26 Relac o entre S7De dureza total 99 E Automatizac o da injec o de hipoclorito de s dio Na Figura 27 encontra se uma simulac o de como automatizar se ia de forma tima o sistema de injec o de hipoclorito proposto neste estudo LT Less Than Valor dado pelo analizador Valor m nimo de Cloro Livre para inje o 0 ANDA 28 PUET EET Pedido de uma bomba de inje o COMPARE_1 OUT Y INT OUT praia AND_1 0UT 4 TRIG OUT pm de Hipoclorito de s dio a COMPARE 2 OUT UN 2000 WIDTH CWIDIH funcionar temem pum md Minuto Zero 59 0 MIN isso 1 I I 1 1 algm G4 i ANDA 41 FaleePULSE_2 0UT LN QUT Paragem de bombas 20CLAMP_5 OUT INI OUT fi 6000060000 Figura 27 Automatiza o da inje o de hipoclorito de s dio 100
88. m fragmento de bet o para os microrganismos poderem aderir a uma superf cie 61 constituida pelo mesmo material que as bacias de arrefecimento No primeiro dos gobel s apenas se colocou amostra no segundo foi colocada uma amostra com cloro no terceiro colocou se amostra com biodispersante e no quarto simulou se o tratamento aplicado na Central Termoel trica de Lares biodispersante e ap s uma hora existiu aplicac o de hipoclorito de s dio Estas amostras encontravam se sob agitac o 20 min simulando o funcionamento do sistema Simultaneamente procedeu se coloca o no quinto gobel de uma amostra com cloro no sexto gobel de amostra com biodispersante e no s timo simulou se o tratamento da Central Termoel trica de Lares Estas tr s amostras n o sofreram agita o representando assim a estagna o do sistema Por fim nos gobel s oitavo e nono apenas se colocou amostra durante 28 dias com o intuito da forma o de biofouling e ap s a sua forma o adicionou se cloro gobel oitavo e o tratamento aplicado na Central Termoel trica de Lares gobel nono Atrav s desta metodologia pretendeu se verificar quais os efeitos dos diferentes tratamentos quando o sistema est em funcionamento e quando n o o est j com os dois gobel s sem qualquer produto adicionado no in cio do ensaio promoveu se a prolifera o de microrganismos para assim perceber qual o efeito dos produtos aplicados no tratamento da gua de arr
89. m pH cido detendo variadissimas fun es na ind stria como o branqueamento no fabrico de alimento ou a inibi o do crescimento bacteriano nas frutas e vegetais Para o que aqui nos interessa o bissulfito de s dio um potente agente de redu o usado no tratamento de gua No tratamento de gua de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares utiliza se a solu o aquosa de bissulfito de s dio Spectrus DT1403 As finalidades pretendidas com este uso prendem se com a elimina o de cloro residual livre antes da descarga efetuada para o rio Mondego Segundo o DL 236 98 a gua que descarregada para o rio atrav s de purga no caso concreto n o pode deter uma concentra o superior a 0 5 mg L Para que ocorra ent o a redu o de 1 mg L de cloro residual livre a quantidade a aplicar de 5 mg L BetzDearborn 2000 No entanto caso se aplicasse Spectrus DT1402 reduzir se ia para metade a necessidade de aplica o do produto para as finalidades referidas sendo ambientalmente mais vi vel 2 5 mg L para reduzir 1 mg L BetzDearborn 2000 Pelo referido constata se que mais uma vez h uma rela o direta entre a aplica o de bissulfito de s dio com o hipoclorito de s dio quanto mais hipoclorito de s dio for adicionado para o tratamento da gua de arrefecimento maior a necessidade de aplica o de bissulfito de s dio uma vez que atrav s deste que ocorre a redu o de cloro residual livre para as concentra es
90. m tiragem mec nica de extrac o forcada de ar com corrente cruzada o ar circula atrav s do enchimento de forma perpendicular relativamente gua que est a escoar na vertical descendente por ac o gravitica Estas torres t m uma altura menor o que pode ser uma vantagem em termos de espaco f sico a ocupar Em contrapartida levam a um rendimento mais reduzido devido ao facto da circulac o dos fluidos ser em corrente cruzada comparativamente s torres de contracorrente n o assegurando tamb m uma boa distribuic o da gua pelo enchimento tendo em conta a complexa configurac o do escoamento Fac o 1999 Quanto ao funcionamento das torres de arrefecimento este tem uma operac o relativamente simples A gua quente entra pelo topo da torre sendo dividida em goticulas onde pulverizada e cai por ac o da gravidade para o fundo da torre Em algumas torres a gua aspergida em gotas no topo da torre de modo a aumentar a rea de contacto entre o ar e a gua Noutros casos a gua passa por favos sendo dividida em muitos fios de gua tendo como objetivo tamb m o aumento da rea de contacto entre o ar e a gua Stanford 2003 Ao mesmo tempo o ar atmosf rico introduzido na torre com o objetivo de promover a evapora o Este fen meno d se devido circula o de ar g s sobre uma pel cula de gua liquido permitindo que as mol culas de gua presentes na camada limite mudem de fase passando de estado l quido a
91. mento Estudar a func o e aplicac o dos produtos qu micos utilizados no tratamento da gua de arrefecimento Otimizar a injec o de qu micos nas bacias de arrefecimento Retirar as devidas conclus es do estudo bem como conclus es colaterais que poder o advir do mesmo Propor formas de abordagem baseadas nas conclus es referidas supra no que respeita ao sistema de arrefecimento Esta disserta o est organizada em cinco cap tulos orientados no sentido de apresentar o trabalho desenvolvido nos ltimos meses No primeiro cap tulo pretende se apresentar o Grupo EDP a sua pol tica e miss o os seus objetivos e servi os e ainda a sua cadeia de valor seguidamente pretende se apresentar uma das suas empresas constituintes a EDP Produ o que integra no seu portf lio a Central de Termoel trica de Lares Quanto a esta s o referidos os moldes em que a mesma foi criada De forma subsequente apresenta se a Central Termoel trica de Lares local de realiza o integral do estudo dando se a conhecer qual a sua localiza o quando foi constru da e o seu processo produtivo O segundo cap tulo constitui se na apresenta o do equipamento onde ocorre a refrigera o da gua do sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares assim como na apresenta o do circuito e no funcionamento do mesmo Aqui tamb m referida qual a origem da gua utilizada para compensar a gua de arrefecimento gua de compen
92. mos Apurou se assim que uma vez verificadas as condi es deste tratamento proposto o biodispersante pode ser retirado do plano de tratamento da gua de arrefecimento Note se que no caso de ocorr ncia de contamina o microbiol gica no sistema de arrefecimento existe a necessidade de aplica o deste composto No que respeita ao ltimo produto qu mico em estudo o anti incrustante os resultados obtidos no que diz respeito ao S permitiram concluir que a gua que serve de abastecimento ao sistema de 85 arrefecimento da Central Termoel trica de Lares gua de compensac o det m caracteristicas muito particulares existem concentrac es diferentes de gua doce e de gua salgada dependentes da mar devido localiza o da Central Assim a gua de compensa o n o permite que existam condi es para a forma o de incrusta es no sistema de arrefecimento uma vez que nunca foram apuradas tend ncias incrustantes ao longo do estudo sendo por isso dispens vel o uso de anti incrustante Refira se que as amostras que permitiram chegar a esta conclus o foram recolhidas durante tr s meses e que estando o S dependente das caracter sticas da gua de compensa o estas podem ser influenciadas por diversos fatores ao longo do resto do ano Um ltimo reparo para se dizer que esta otimiza o levar a poupan as quer ambientais pelo uso reduzido e desuso de alguns produtos qu micos quer econ micos em consequ
93. ncia do exposto Atrav s deste estudo caso se comprove que n o h a necessidade de aplica o dos produtos acima referidos e que pode haver a redu o dos produtos restantes foi poss vel percecionar uma poupan a na utiliza o de produtos qu micos at os 32 m por ano traduzindo se numa poupan a at 20 mil euros anuais Assim com este novo tratamento proposto estamos perante uma redu o anual at 17 no que respeita ao volume gasto face ao tratamento atualmente praticado na Central manifestando se numa redu o at 52 referente ao valor monet rio 86 5 2 Sugest es de Trabalho Futuro Com o finalizar do estudo compreende se que existem ainda procedimentos a efetuar para que se tenha uma otimizac o efetiva do tratamento da gua do sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares Para isso sugere se ent o a automatizac o da injec o de hipoclorito de s dio nas bacias de arrefecimento com o objetivo de controlar o valor de residual de cloro livre de forma continua permitindo assim a elimina o do produto biodispersante do tratamento Sugere se tamb m um estudo ao longo de pelo menos um ano no que toca ao valor de S apresentado pela gua de arrefecimento de forma a perceber se se esta n o influenciada de alguma forma por fatores externos de forma a se poder proceder elimina o do produto anti incrustante devido s caracteristicas da gua Ainda neste mbito sugere se que se simule uma inst
94. ncondicional pelos valores incutidos pela paci ncia e sobretudo pelo exemplo Aos Amigos de Sempre pela constante presen a e apoio por toda a preocupa o carinho e amizade Aos Biol gicos por serem os companheiros deste ciclo de estudos por todos os momentos que me proporcionaram pelos la os que criamos e pela familia que se tornaram AAUM pelas experi ncias vividas pelas pessoas que me trouxe por tudo o que me permitiu aprender pelas adversidades e por me ter permitido crescer A todos os que de alguma forma fizeram parte deste ciclo de estudos e fizeram deste um dos grandes momentos da minha vida Muito obrigado por tudo Resumo A Central Termoel trica de Lares da EDP Produc o no seu processo de produc o de energia el trica possui um circuito de arrefecimento em que a gua utilizada submetida a um tratamento qu mico A presente dissertac o teve como objetivo o estudo e a otimizac o do tratamento qu mico aplicado nas torres de arrefecimento tendo em considerac o a func o e efici ncia dos produtos qu micos utilizados Um dos principais equipamentos deste sistema a torre de arrefecimento em que a gua para compensac o de perdas por evaporac o captada do rio Mondego Os produtos quimicos usados no tratamento da gua de arrefecimento s o anti incrustante biodispersante hipoclorito de s dio e cido clor drico O estudo do doseamento do anti incrustante foi realizado atrav s da
95. ndendo estes produtos a valores consider veis no que toca ao processo produtivo Com a import ncia econ mica que estes produtos det m tornou se necess rio realizar o presente estudo onde se analisaram quais os gastos associados ao tratamento da gua de arrefecimento ao longo dos ltimos quatro anos de 2010 a 2013 e comparou se com os gastos do tratamento caso o plano de tratamento proposto nesta disserta o fosse aplicado sendo certo que o estudo comparativo em causa teve em aten o os valores econ micos e os valores correspondentes aos dados volum tricos efetivamente utilizados de produtos qu micos na Central Termoel trica de Lares O estudo realizado neste cap tulo teve apenas por base os valores efetivamente gastos Facilmente se depreende pelos resultados obtidos que com a aplica o do tratamento proposto obt m se uma redu o de valores quer de volume de produtos qu micos quer de valor econ mico No entanto necess rio considerar o tempo reduzido relativo dura o da realiza o deste estudo tr s meses Note se que um intervalo de tempo algo reduzido para aferir quanto conformidade destes valores ao longo de todo o ano considerando a exist ncia de fatores externos como por exemplo altera es climat ricas e outros fen menos que podem ter influ ncia na gua de compensa o Por isso o facto de n o se ter efetuado este estudo em diferentes pocas do ano poder ter influ ncia na gua de compe
96. niverso amp Outros HCE lo Lio ae Areas Inova o Volor Solu es O do Grosil E Comerciais Breoroveveis Holding Apoio Estrat gk nee Orgenizagdo e Recursos Marketing o Sustentabilidade Governa o ng Sistemas Humanos Comunica o Regulomento o Figura 2 Cadeia de Valor do Grupo EDP EDP 2014 A EDP integra os ndices de Sustentabilidade Dow Jones que o primeiro indicador bolsista do desempenho financeiro das empresas l deres em sustentabilidade a nivel global As empresas que o integram classificam se como as mais capazes de criar valor para os acionistas a longo prazo atrav s de uma gest o dos riscos associados tanto a fatores econ micos como ambientais e sociais McGraw Hill Financial 2014 1 3 EDP Gest o de Produc o de Energias S A A EDP Produc o o Centro de Compet ncias do Grupo EDP para o neg cio da produc o de eletricidade Como refere a DA 2013 da Central Termoel trica de Lares esta pois a empresa do Grupo que integra no seu objeto social a produc o compra venda importac o e exportac o de energia sob a forma de eletricidade e outras resultantes da explorac o de instalac es pr prias ou alheias garantindo a evoluc o sustentada do sistema electroprodutor nacional Ela det m e explora um dos portf lios de produ o mais equilibrados da Peninsula Ib rica considerando o peso significativo da produ o h drica a efici ncia das suas centrais a carv o e
97. nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nennen nenne nennen 9 1 4 1 G s Dis ron ee et een ta la od a ta dl et 11 1 4 2 Cielo Combinado PROD RN E rE E EEEE EEE 11 1 4 3 Processo PEO O ir ee ea stan oa 12 Sistema de Arrefecimento da Central Termoel trica de Lares 17 2 1 Circuitos de Arrefecimento siii 19 24D Torrede Arrefecimento s nenne ee 19 2 1 2 Tratamento e controlo da gua de arrefecimento ccocccnocncooocncnonnnononnnnonanoninnninnnnnos 24 2 2 Sistema de Arrefecimento do Processo Produtivo arara 29 2 3 gua de Compensa o urn 34 A A e o o 34 2 3 2 Qualidade da gua de compensa o ococcccoccnononnnononnnnonnnonnnnnonnnnononnnonnnnnonnn nono nnnionnnnos 36 23 3 Enquadrame ento Geol BICO cdo 40 2 3 4 Tratamento da gua de arrefecimento da Central oooococcconoccccooncnoonnnonnnnonanaconnnnos 41 Produtos QUIMICOS cccccccececssscccsseecseeecsseeccssescsseeecsaeecceseecsaeeeceueecensescsaeeecaueesssanscsaeeecsanensns 49 3 1 Anti incrustante eersennsersennnennennnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnennnnnennnnnsen nennen ann 51 Solo PrOposilOs cncacddadddaddivdddadddndd dad aaa daa 51 32a Metodo ai a esse 53 3 1 3 Trabalho experimental oonococnnccncnocncooocncnonnnonnnnonnnncnonnnonnnnnnononononnnononnnnnnnnononnnnnnnnnos 55 31 4 Resultados cuina 55 3 1 5 Discuss o dos Resultados aaa 57 3 2 sBIQdISpersanile Ec mer e 60 BZA PROPOSI
98. nonnncononcnnnoss 99 Figura 27 Automatizac o da inje o de hipoclorito de S dIO cococcnoccciconnononncononanonannconnncronononnns 100 xiii xiv ndice de Tabelas Tabela 1 Intervalos de valores de S e respetivos SignificadosS ococcoconocncooncncnonnnonannconnnnononaconnnnnos 54 Tabela 2 Resultados do trabalho experimental para estudar o produto biodispersante 64 Tabela 3 Volume gasto de produtos qu micos com o tratamento atual at 2013 78 Tabela 4 Volume gasto de produtos qu micos com o tratamento proposto at 2013 78 Tabela 5 Custo econ mico gasto em produtos qu micos com o tratamento atual at 2013 80 Tabela 6 Custo econ mico gasto em produtos qu micos co m o tratamento proposto at 2013 80 Tabela 7 l es existentes na gua do mar eunneeesennennneennennenennnnnnnnnnnnnnnnonnensenennensnnnnnnnnnennensennennnnn 97 XV xvi 1 Introduc o 1 1 Objetivos e organizac o da dissertac o No mbito desta dissertac o pretendeu se realizar um estudo ao tratamento aplicado gua de arrefecimento nas bacias das torres de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares da EDP Produc o analisando a efici ncia e viabilidade de otimizac o do mesmo Com a realizac o deste estudo pretendeu se Conhecer o sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares os constituintes principais e o principio de funciona
99. nsa o a utilizar no tratamento Tamb m de referir que os consumos seguidamente apresentados dizem respeito aos primeiros anos da Central sendo por isso uma amostragem um pouco inconstante uma vez que os ajustes referentes ao arranque da instala o est o compreendidos numa amplitude bastante abrangente considerando que s agora se poder ter atingido aquilo que se espera ser a normaliza o dos processos Sublinha se tamb m os imprevistos e falhas do sistema automatizado assim como os danos em alguns tanques de armazenamento que podem ter sido respons veis por um consumo mais elevado do que o necess rio Na Tabela 3 apresenta se a informa o relativa ao volume de produtos qu micos consumido nos ltimos anos sendo estes valores referentes ao tratamento atualmente utilizado na Central Termoel trica 77 de Lares Na Tabela 4 est o expostos os valores referentes ao consumo do volume caso o tratamento proposto estivesse em pr tica Tabela 3 Volume gasto de produtos quimicos com o tratamento atual at 2013 Hipoclorito de s dio Volume my 2010 38 395 2011 2012 2013 TOTAL 185 651 Anti Incrustante 4 655 0 7 358 cido cloridrico 146 813 117 626 531 916 Biodispersante 2 706 4 546 Bissulfito de s dio 0 76 11 870 Anti Espuma M dia anual 0 238 185 603 TOTAL 193 567 280 641 161 770 106 434 1 071 742
100. ntral Termoel trica de Lares 34 Figura 15 Rela o entre condutividade e STD ccccccccccccccccsssccsscecssececseceseseecseeecsseescseessetecsseeeesaes 37 Figura 16 Rela o entre condutividade e TeMperatura ococccnoccnononncononnnoonnnononnnononnnonnnnononnnoonnncnnnons 37 Figura 17 Rela o entre condutividade e durezas total e c lcica oooooocnoccccnocncinannononanonannnonnnns 38 Figura 18 Rela o entre condutividade pH oooccocnnococnnonocnconnnnnonnnconnnnonnnnononnnonnnnconnn nono nanoonnncnnnons 39 Figura 19 Zona geol gica da bacia hidrogr fica da gua de compensa o ccoocccconcconcnnonnanonnnnninnnns 40 Figura 20 Filtros Monopack filtros de areia da Central Termoel trica de Lares 42 Figura 21 Rela o entre condutividade S ocococcoccconocnnonocnnoonnnononncononnnonnnnononnnonnnnconnn nono nnnconnncnnnons 56 Figura 22 Esquema representativo do ensaio laboratorial 62 Figura 23 Diagrama para determina o do K ococcccccccocanonocnnnonanononnnonnnnnnonnnononnnoonnncnnnn nono nnnnonnncnnnnns 95 Figura 24 Determina o da dureza c lcica ooocccoccccocnconocncoonnnononnnononnnonnnnononnnoonnnconnn nono nn nono nncinnnns 96 Figura 25 Determina o da for a i nica ooocococccconnnononnnononnnnonnnononnnona canon nnnonnnnnonnnnnonnn nono nnnron ancianos 98 Figura 26 Rela o entre S7De dureza total ooooconoccconocncoonnnononncononnnonnnnononnnoonnnconnnno
101. o um assunto que releva de forma crucial nas torres de arrefecimento devendo sempre verificar se as condic es de limpeza necess rias que impecam o seu mau funcionamento e de forma a n o prejudicarem a sa de humana A bacia da torre dever ser submetida a processos de limpeza quando se observa quer por amostras quer por inspec o visual qualquer vestigio de poeira mat ria org nica ou outros detritos Para auxiliar as func es de limpeza podem ser instalados filtros mec nicos para reduzir a presenca destes materiais Teixeira et al 1997 O enchimento deve ser de f cil manuseamento e n o deve sofrer danos facilmente O reservat rio de gua fria deve ser polido e de f cil limpeza Quanto aos separadores de gotas recomend vel a sua inspe o regular bem como a sua limpeza se necess rio ou at substitui o se estiverem danificados Stanford 2003 Ao contr rio das torres em contracorrente as torres em corrente cruzada t m como vantagens uma maior facilidade de opera o acesso e manuten o pois s o mais espa osas t m uma altura que 23 permite um f cil acesso aos componentes internos da torre de arrefecimento e o sistema de distribuic o de gua mais acessivel a limpeza enquanto estiverem a operar As torres de arrefecimento e ou o seu ponto de descarga no caso deste ser conduzido por tubagens para um sitio mais afastado da torre devem estar posicionadas o mais afastado possivel de entradas de ar dos ed
102. o nodo ir desgastar se ao contr rio do revestimento met lico das grelhas A gua ent o encaminhada por a o da gravidade para a bacia de capta o onde ocorre a inje o de hipoclorito de s dio em cont nuo de forma a existir sempre tratamento aquando da capta o de gua para a bacia devendo o residual de cloro ser mantido entre 0 5 mg L e 1 0 mg L segundo documentos da Central Esta bacia est equipada com tr s bombas de capta o que reencaminham a gua para os Filtros Monopack que s o filtros de areia Figura 20 Este um sistema constitu do por quatro filtros estando cada um dividido em quatro compartimentos onde a gua submetida a dois tipos de tratamentos e Inje o de hipoclorito de s dio em continuo quando est o em funcionamento na entrada dos filtros de forma a evitar a prolifera o da mat ria org nica e Filtra o onde removida grande parte da mat ria org nica Figura 20 Filtros Monopack filtros de areia da Central Termoel trica de Lares Ap s filtra o da gua ela encaminhada para as bacias das torres de arrefecimento sendo ai injetados produtos qu micos de forma a manter uma boa qualidade de gua de compensa o inje o em causa contempla os seguintes produtos qu micos e Hipoclorito de s dio tendo como objetivo a elimina o ou o controlo de microrganismos injetado de 12 hem 12 h as 7h e as 19h durante 15 min no outono e no inverno e durant
103. o p atmosf rico removido pelas chuvas do contacto com a terra e com as fibras vegetais da vegetac o em decomposic o dos residuos de animais aqu ticos das algas do pl ncton da suspens o de sedimentos entre outros Estas mat rias d o gua um aspeto diferente do normal aumentando pois a turbidez e originando uma colorac o dependendo dos s lidos em causa O excesso de s lidos sempre um perigo para a fauna e flora do ecossistema e representa uma perda de qualidade da gua Os s lidos mais frequentemente encontrados em suspens o na gua s o a argila o lodo e os produtos de corros o Sluiter et al 2008 S lidos Dissolvidos Os s lidos dissolvidos resultam sobretudo do contacto da gua com as rochas e solos mas compreendem tamb m mat ria org nica dissolvida Estes sobretudo os ionizados eletr litos s o os respons veis pelo aumento da condutividade el trica da gua numa gua doce tipicamente 100 uS cm podendo subir para valores cem vezes maiores em guas salgadas assim como contribui para o aumento da dureza da gua O excesso destes s lidos poder levar a problemas de corros o ou formac o de dep sitos em superficies met licas tornando tamb m a gua impr pria para consumo e mesmo para a rega Estes s o capazes de atravessar um filtro de 2 um Sluiter et al 2008 Neste estudo estes foram determinados por peso ap s evaporac o da amostra pelo m todo de SMEWW 2540 C Bacteriologia
104. o processo de convers o da energia do combustivel a altas temperaturas na turbina a vapor Figura 6 tem se a acumulac o do vapor de gua produzido na caldeira resultante do calor gerado pela combust o da mat ria prima na turbina a g s existindo com isto um movimento das p s da turbina a vapor que levar a exist ncia de energia mec nica por fim j no alternador existe a convers o de energia mec nica em energia el trica Figura 5 Turbina a g s Figura 6 Turbina a vapor Cabe aqui fazer uma explicita o quanto turbina a g s natural uma vez que esta um dos principais equipamentos de uma central deste tipo Normalmente utiliza o combustivel g s natural embora seja possivel operar com um segundo combustivel composta por um compressor que respons vel por injetar ar a uma press o superior quela que se encontra na forma original comprimindo o ar de combust o por uma c mara de combust o onde se d a mistura do combust vel com o ar comprimido transformando a energia quimica em energia t rmica e cin tica dos gases e por uma turbina onde os gases de combust o a alta press o e temperatura se expandem gerando energia mec nica U S Departament of Energy 2014 Tamb m a caldeira recuperativa de calor gerador de vapor um dos componentes principais no processo produtivo de energia el trica Ela encontra se acoplada turbina a g s na caldeira que se d a recupera o do calor emanado dos
105. o unidades de arrefecimento em cada grupo correspondendo cada unidade a um sistema de circulac o aberto com as caracter sticas referidas anteriormente Figura 11 Torre de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares O circuito de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares tem como objetivo o arrefecimento da gua de circulac o que atravessa o condensador e os permutadores de calor a remoc o de calor do ciclo gua vapor e o aumento da efici ncia deste ciclo aumentando assim a efici ncia do processo produtivo A escolha deste equipamento segundo documentos da Central teve em conta a minimizac o dos impactes ambientais bem como a forma como dissipado o calor para a atmosfera gua evaporada 29 Para se conseguir apreender a import ncia e o funcionamento da torre de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares necess rio saber se da sua constituic o Assim tem se e Carca a correspondendo estrutura envolvente de todo o equipamento fabricada por perfis em poli ster refor ado com fibra de vidro FGRP As paredes externas da torre s o igualmente constitu das por FGRP e as chapas sobrep em se confinando a gua dentro da torre O revestimento da torre deve ser opaco por forma a reduzir a quantidade de luz solar que penetra na torre uma vez que esta fomenta o crescimento de algas e a acumula o de calc rio sendo que as algas consomem CO originando carbonato de c lcio Estes fatores
106. objetivo a elimina o ou o controlo de microrganismos numa amostra de gua No entanto como tamb m j se referiu h tamb m a adic o de produto biodispersante no tratamento da Central Termoel trica de Lares O objetivo da utilizac o de dois produtos qu micos para a resoluc o do problema em causa tem origem no facto de existir uma ades o muito forte por parte dos microrganismos superficie da torre de arrefecimento pelo exposto compreensivel que existe a necessidade de uma adic o de um produto biodispersante para remoc o de qualquer dep sito org nico e ou agregac o de microrganismos Para a posterior eliminac o dos dep sitos anteriormente referidos e para a inibic o do seu crescimento adiciona se ap s uma hora subsequente a injec o do produto biodispersante hipoclorito de s dio Posto isto pertinente questionar n o existindo biofouling e caso a sua forma o n o seja previs vel de existir se a presen a continua de cloro residual livre na gua de arrefecimento seria suficiente para garantir a limpeza do sistema A aplica o nica de hipoclorito de s dio continuando a ser eficiente o tratamento da gua em causa permitiria uma redu o de custos ambientais e econ micos 3 2 3 Trabalho experimental Recolheram se nove litros de gua do rio Mondego origem da gua de compensa o do sistema de arrefecimento distribuindo se o recolhido por nove gobel s uniformemente Em cada gobel encontrava se u
107. olar a concentrac o das esp cies i nicas cr ticas o c lcio e o carbonato na gua de compensac o Assim atua se atrav s da diminuic o da alcalinidade carbonato por injec o de um cido e Operar o projeto com o intuito de minimizar as zonas de baixa velocidade ou estagnac o tentando aumentar a velocidade da gua e modificar a metalurgia do sistema ou por outra via utilizar um processo de limpeza regular como o sistema 7 aprogge que um sistema de bolas porosas de pequenas dimens es que passam nos tubos para limpeza dos permutadores de calor e Aplicar produtos qu micos com a capacidade de afetar a solubilidade do sal transformando o mecanismo de crescimento de cristais ou sendo dispersantes que interagem com as part culas carregadas eletricamente e Controlar a purga Os compostos mais utilizados para inibir a ocorr ncia de incrusta es s o os polifosfatos os fosfonatos os dispersantes sint ticos poliacrilatos polimetacrilatos e polimaleatos os dispersantes naturais taninos lignossulfonatos e carboximetilcelulose e os complexantes NaEDTA e NaNTA Teixeira et al 1997 52 Para evitar o desenvolvimento de incrustac es procede se ao tratamento da gua de compensac o captada para o sistema de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares dando se a inje o de um produto qu mico um antiincrustante NALCO 1393 nas bacias da torre de arrefecimento Este produto constituido por cido hidro
108. on micos quer em termos ambientais Figura 3 Central Termoel trica de Lares Esta Central est situada na margem direita do rio Mondego a cerca de 7 km a Este da Figueira da Foz na localidade de Lares freguesia de Vila Verde A selec o deste local resultou de uma avaliac o da sua adequabilidade tendo em conta diversos fatores ambientais t cnicos e socioecon micos designadamente a viabilidade de cumprimento de legislac o ambiental aplic vel a boa inserc o na Rede Nacional de Transporte e a proximidade da Rede de Armazenagem de G s Natural localizando se esta em Carrico A sua construc o iniciou se em 2007 e foi atribuida ao cons rcio GE Cobra e CME com o valor global estimado da obra de 400 M e o tempo de vida til esperado de 25 anos A sua explora o iniciou se em 2009 e realizada pela Tergen S A uma empresa que pertence a EDP Produc o Gest o de Produc o de Energia S A tendo como finalidade a operac o e manutenc o de Centrais Termoel tricas A Central Termoel trica de Lares det m na sua constituic o duas linhas de produc o de energia grupos que utilizam tecnologia de Ciclo Combinado cujo funcionamento ser explicitado infra com queima de g s natural Esta tecnologia implementada no que toca a produc o de energia el trica permite n o s o funcionamento da turbina a g s com g s natural mas tamb m com gas leo representando pois uma reserva de combustivel de seguranca para que possa
109. orre a 30 C seja devolvido ao circuito de refrigerac o a 21 C Como se percebe da descri o simples do processo de uma torre de arrefecimento o desempenho deste equipamento est diretamente relacionado com o projeto de distribuic o do sistema de gua quente assim como com a quantidade de ar que circula atrav s da torre e que entra em contacto com a gua No que respeita ao projeto de distribuic o do sistema de gua quente quando se seleciona este sistema a primeira considerac o a ter em conta a altura de elevac o necess ria para mover a gua atrav s do sistema de distribuic o e sobre o enchimento A torre em contracorrente utiliza um sistema de distribuic o de gua quente com bombas de alta press o para conseguir que a gua atinja o enchimento As alterac es no caudal de gua v o afetar e alterar a press o nas bombas Lestina amp Serth 2014 A quantidade de ar que circula atrav s da torre na configurac o em contracorrente juntamente com o reduzido tamanho das gotas de gua provenientes dos injetores permitem que estas tenham uma utilizac o mais eficiente do ar disponivel No entanto a resist ncia ascendente do ar atrav s da gua que cai por gravidade resulta numa perda mais elevada de press o est tica e de uma necessidade mais elevada da pot ncia do ventilador As torres de corrente cruzada reduzem a velocidade de entrada do ar e minimizam a recirculac o da gua Lestina amp Serth 2014 A manutenc
110. ostra e recolheu se uma quantidade de gua do mar sendo medidas as condutividades de ambas O resultado obtido partindo se do princ pio que a gua do mar cont m sempre a mesma composi o i nica foi o de que a gua doce continha uma condutividade bastante reduzida quando comparada com a gua do mar Laboratorialmente foram realizadas v rias dilui es gua do rio com a gua do mar para se determinar as condutividades nas diferentes amostras obtidas resultantes das dilui es referidas Posto isto estabeleceu se a rela o com a for a i nica do mar multiplicada pelos diferentes fatores num ricos Quanto ao c lculo da for a i nica considerou se a composi o i nica que se encontra normalmente na gua salgada Tabela 7 Tabela 7 l es existentes na gua do mar Concentra o Compostos i nicos C g kg Este foi o processo adotado uma vez que simula o ambiente real na Central Termoel trica de Lares quando a gua do mar e a gua do rio se misturam influenciando e variando as caracter sticas da gua de compensac o do sistema de arrefecimento 97 0 8 0 7 y 1E 05x 0 031 a R 0 9974 ee 0 4 For a l nica e w 0 2 0 1 A i 0 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 Condutividade uS cm Figura 25 Determinac o da forca idnica Assim CE uS cm For a i nica 1 x 107 x 0 031 Equa o 14 98 D Relac o entre S
111. para o tratamento ser eficiente n o h a necessidade de aplicar anti incrustante e biodispersante e realmente fosse possivel a reduc o do volume de hipoclorito e seus produtos dependentes Pode ent o afirmar se que tendo por base a pol tica de desenvolvimento sustent vel adotada pela EDP o tratamento proposto nesta dissertac o o mais adequado a utilizar nas bacias da torre de arrefecimento da Central Termoel trica de Lares uma vez que possibilita a reduc o no tratamento de 17 no volume gasto de produtos quimicos e uma reduc o de mais de metade cerca de 52 no que respeita aos custos econ micos associados ao mesmo tratamento 81 82 5 Considerac es Finais 84 5 1 Conclus es O objetivo principal que orientou este estudo prendia se com a otimizac o da injec o de produtos qu micos nas bacias da torre de arrefecimento desempenhando estes produtos uma func o fulcral no tratamento da gua de arrefecimento e consequentemente no bom funcionamento do sistema de arrefecimento e processo produtivo de energia el trica Com vista concretizac o do objetivo principal realizou se durante um periodo de tr s meses um estudo individual de cada produto qu mico aplicado no tratamento acima referido a saber hipoclorito de s dio cido clor drico bissulfito de s dio biodispersante e anti incrustante Ap s a an lise global compreendendo an lise de dados num ricos relativos aos valores utilizados bem como trabal
112. por evapora o para o ar circulante na forma ascendente no interior da torre por a o da for a mec nica exercida pelo ventilador Esta gua por a o da gravidade atravessa em contracorrente o ar atmosf rico que entra pela base da torre ocorrendo a permuta t rmica que respons vel pelo 32 arrefecimento da gua de arrefecimento O vapor de gua originado pela transfer ncia de calor anteriormente descrita passa pelas placas do separador de got culas localizado num plano mais alto do que o de distribuic o de gua que previnem que as particulas de gua sejam arrastadas pela circulac o de ar sendo apenas o vapor de gua libertado para a atmosfera e n o pequenas goticulas de gua liquida por forma a minimizar o consumo de gua e de produtos qu micos necess rios ao tratamento da mesma Ocorre tamb m uma purga na torre de arrefecimento Esta tem por objetivo desconcentrar a gua de arrefecimento limitando assim as concentrac es das esp cies dissolvidas no sistema de arrefecimento A gua concentrada com os s lidos encaminhada para o rio e nele faz se a descarga da mesma Ap s a transfer ncia de calor ocorrida na torre de refrigerac o a gua fria 26 C amp armazenada nas bacias de armazenamento de gua fria existindo um reencaminhamento para os locais a refrigerar repetindo se assim todo o processo As principais vantagens do tipo de torre de arrefecimento existente na Central Termoel trica de Lares
113. r folgas dificuldades de manuten o e de instala o Os eixos de comando t m um di metro de 147 5 mm um comprimento de 3 9 mm e capacidade nominal de 200 kW Sensor de vibra o que protege o ventilador se a vibra o ultrapassar os 23 6 mm s e Bacias de armazenamento de gua fria com 2 m de profundidade s o constitu das por bet o Contudo esta profundidade ainda maior junto ao fosso de suc o da bomba que leva a gua ao sistema de arrefecimento Ela uma estrutura que comum a todas as unidades de arrefecimento do 30 mesmo grupo sendo por isso de concluir que na Central Termoel trica de Lares existem assim duas bacias de arrefecimento correspondendo aos dois grupos existentes Figura 12 Ventilador de uma unidade de arrefecimento da Torre de Arrefecimento da Central Termoel trica de Lares Sistema de distribuic o o respons vel pela distribuic o de gua quente Esta feita atrav s de um coletor em poli ster a que os ramos secund rios fabricados em PVC se ligam Recebendo ali a gua os ramos secund rios est o tamb m dotados com bocais espalhadores em polipropileno para proceder dispers o da gua Isto feito atrav s de placas em PVC onde o jato de gua sem press o pulverizado Este transforma se em chuviscos e assegura uma distribuic o uniforme da gua na superficie da unidade e Enchimento uma estrutura formada por chapas de PVC organizadas em m dulos que cobrem
114. ra o de Langelier por exemplo Quanto velocidade da gua no sistema de preferir que esta seja superior a 0 8 m s de forma n o exist ncia de zonas estagnadas no sistema de arrefecimento Teixeira et al 1997 Devido ao seu elevado custo a remo o das esp cies agressivas n o realizada com frequ ncia Posto isto a instala o de unidades de tratamento fisico quimico da gua torna se fulcral No seguimento ser percet vel que o uso de inibidores de corros o e sujamento seja o que mais comummente se verifique dependendo a sua sele o de um conjunto de fatores que v o desde o tipo de circuito sendo que os custos de tratamento e a gravidade dos problemas dependem do circuito em causa passando pela natureza dos metais a proteger uma vez que para metais diferentes o grau de prote o de um dado inibidor ser diferente da ser importante o conhecimento da metalurgia do sistema na defini o do tratamento qu mico continuando na natureza da superf cie met lica pois uma superf cie met lica lisa e limpa protege se muito mais facilmente implicando menores consumos de inibidores Superf cies rugosas facilitam o sujamento o processo corrosivo e por conseguinte levam a um maior consumo de inibidores N o se pode esquecer a natureza do meio e da sua composi o onde os produtos a usar t m de ser compat veis entre si Deve dar se import ncia ao pH da gua pelo que j se referiu reconhece se a import ncia do pH
115. ral Gas G s Natural Steam lurbine Turbina a Vapor Figura 4 Processo produtivo da Central Termoel trica de Lares O processo produtivo como facilmente se depreender bastante complexo envolvendo diferentes equipamentos que concorrem para a sua realiza o Para melhor perceber se a gera o de energia torna se imperativo compreender quais as fun es que cada equipamento desempenha no processo produtivo Assim os equipamentos principais s o veio nico turbina a g s alternador e turbina a vapor caldeira recuperativa de calor chamin e sistemas de pot ncia de controlo de instrumenta o No entanto s o tamb m necess rios equipamentos auxiliares aos equipamentos de processo sendo eles o condensador a torre de arrefecimento e as bombas hidr ulicas Na Central Termoel trica de Lares o processo produtivo levado a cabo em dois grupos o que faz com que todos 12 estes equipamentos aqui referidos estejam nesta Central em duplicado Seguidamente ser exposta a constituic o e funcionamento de cada um destes intervenientes na produc o de energia el trica Com base nos documentos da GE Power Plant ao conjunto da turbina a g s da turbina a vapor e do alternador d se o nome de veio nico Estes componentes s o coaxiais ou seja encontram se montados num veio comum rodando sempre solid rios e dependentes uns dos outros Na turbina a g s Figura 5 d se a combust o internamente realizando se
116. riormente a gua do mar tem uma tend ncia corrosiva Al Fozan amp Malik 2008 O terceiro e ltimo objetivo proposto para esta fase do presente estudo n o foi levado a cabo Isto explica se pelos resultados obtidos anteriormente dos quais este dependia Assim como foi verificado com os resultados apresentados quanto ao segundo objetivo n o existe necessidade de utiliza o de produto anti incrustante para o tratamento do sistema de arrefecimento da Central 58 Termoel trica de Lares uma vez que n o existe pelo explicado acima tend ncia para ocorrerem incrustac es devido s caracter sticas da gua em an lise 59 3 2 Biodispersante 3 2 1 Prop sito Nos sistemas de arrefecimento de gua s o v rios os fatores favor veis ao desenvolvimento e multiplicac o de microrganismos Esses fatores s o energia fontes de carbono e nutrientes temperatura pH entre outros No tocante a temperatura pode mencionar se que esta desempenha um papel importante na velocidade de crescimento da biomassa sendo que para uma grande quantidade de esp cies o valor timo da temperatura 37 C sendo coincidentemente esta a que geralmente se regista nos circuitos de arrefecimento Teixeira et al 1997 Os microrganismos que est o presentes na gua de compensac o que se introduz no sistema de arrefecimento t m portanto ao seu dispor todas as condi es que s o favor veis ao seu desenvolvimento sendo essas condi es
117. rocedimentos na realizac o das atividades que permitam rentabilizar recursos e se traduzam na melhoria continua do desempenho ambiental da instala o EDP 2014 Uma central termoel trica consiste numa instalac o onde se produz energia el trica atrav s da transformac o de energia de combustiveis f sseis sejam l quidos petr leo s lidos carv o ou gasosos g s natural Uma vez que as fontes de energia utilizadas neste processo s o n o renov veis devido sua constitui o a sua obten o depende das suas reservas naturais existentes Estes combust veis grandes fornecedores de energia t rmica est o associados a grandes n veis de polui o uma vez que os produtos resultantes da combust o dos mesmos s o o di xido de carbono o di xido e tri xido de enxofre e grandes quantidades de poeiras que s o emitidas para a atmosfera De entre os combust veis 10 f sseis existentes o g s natural o mais limpo e um dos mais seguros n o t xico e mais leve que o ar Portal do Ambiente e do Cidad o 2005 1 4 1 G s Natural O g s natural corresponde a uma mistura est vel de gases hidrocarbonetos leves dos quais o constituinte principal o Metano CH 83 a 99 Trata se de um combust vel f ssil mais limpo relativamente ao petr leo e ao carv o e um dos combustiveis mais seguros As reservas de g s natural s o encontradas na natureza de forma abundante relativamente a outros combust veis cong
118. roduc o de Eletricidade S o Paulo OpenStax 2014 Faraday s Law of Induction Lenz s Law Obtido de CNX http cnx org contents c0672c45 1220 426e b160 c859b8795671404 Faraday E2 80 99s_Law_of_Induction _Le Pacheco M 2008 Re at rio da Disserta o do MIEM Porto Peixoto J 2012 Modela o hidrodin mica tridimensional do estu rio do rio Douro Braga Pe a J Buil B Garral n A G mez P Turrero M J Escribano A G mez M A 2009 The vaterite saturation index can be used as a proxy ofthe S amp DSI in sea water desalination by reverse osmosis process F sevier Plasticbages Industrial S L 2014 Fabricaci n y Comercializaci n de Pl sticos T cnicos Obtido de Plasticbages Industrial S L http www plasticbages com caracteristicaspvc html Portal do Ambiente e do Cidad o 2005 Obtido em Fevereiro de 2014 de http ambiente maiadigital pt ambiente mobilidade mais informacao 1 sobre a mobilidade em portugal e na europa 1 combustiveis alternativos Real F C 1987 Carta Geol gica de Portugal a escala 1 500 000 Lisboa Sampaio F 2010 Projeto de uma Torre de Arrefecimento de 3 MW de Pot ncia T rmica Porto Faculdade de Engenharia do Porto 91 Science Learning 2010 Ocean Salinity Obtido de Science Learning http www sciencelearn org nz Contexts The Ocean in Action Science ldeas and Concepts Ocean salinity Sluiter A Hames B Sluiter J Templeton D
119. s A forma o de uma camada aderente de cristais oriundos de sais ou de xidos insol veis numa superf cie onde ocorra transfer ncia de calor geralmente designada de incrusta o Este fen meno vis vel quando se ultrapassa o limite de solubilidade de um sal ou xido e estes se precipitam sobre a superficie onde se d a transfer ncia de calor Com o fen meno da evapora o da gua d se o aumento da concentra o de subst ncias dissolvidas que podem precipitar de forma aderente nas superf cies dando origem s incrusta es Alguns dos sais mais comuns como o carbonato de c lcio os fosfatos de c lcio e magn sio e o silicato de magn sio t m solubilidade invertida significando isto que a probabilidade de estes precipitarem quando a temperatura aumenta bastante maior No que respeita composi o das incrusta es pode dizer se que ela geralmente bastante complexa e que depende da qualidade da gua de compensa o do meio que rodeia a torre de arrefecimento e ainda das condi es com que se opera todo o sistema de refrigera o Os compostos mais comuns neste tipo de sistema s o o carbonato de c lcio composto mais comum nas incrusta es o sulfato de c lcio pouco sol vel e dif cil de remover o fosfato de c lcio menos sol vel que o carbonato de c lcio os xidos de ferro aparecem frequentemente nos dep sitos como consequ ncia dos processos corrosivos no sistema os fosfatos de ferro e de zin
120. s equipamentos quanto climatiza o e refrigera o tornou se clara a necessidade de encontrar alternativas vi veis que fossem no sentido de minimizar esses consumos e impactes Em muitos dos processos industriais um grande volume de gua aquecido existindo a necessidade de remover uma grande quantidade de calor para que os processos ocorram eficientemente Sampaio 2010 Existem tr s tipos de circuitos de arrefecimento o circuito de uma s passagem onde a gua captada passa pelo s equipamento s a arrefecer e descarregada o circuito fechado onde recircula um volume fixo de gua num anel e o circuito aberto onde a gua recirculada atrav s de uma torre de arrefecimento e arrefecida por evapora o Teixeira et al 1997 As torres de arrefecimento t m como objetivo a refrigera o da gua do processo ou de permuta de calor de forma a esta ser reutilizada ou descarregada em meios naturais Elas s o uma boa alternativa em compara o aos outros circuitos e equipamentos com fun es semelhantes mas com consumos muito mais elevados encontrando se por vezes sobredimensionados para as fun es requeridas Pacheco 2008 2 1 1 Torre de Arrefecimento Uma torre de arrefecimento um equipamento que permite refrigerar o fluido de arrefecimento gua por transfer ncia de calor com o ar atrav s do contacto direto entre a gua quente e o ar frio O fluido utilizado numa torre de arrefecimento a gua uma ve
121. s nomeadamente para produ o de energia el trica Cabral 2014 1 4 2 Ciclo Combinado A tecnologia Ciclo Combinado numa central a jun o de dois ciclos t rmicos Brayton e Rankine Ao ciclo de Brayton est associada a turbina a g s e ao de Rankine est associada a turbina a vapor O calor presente nos gases de exaust o da turbina a g s recuperado na caldeira recuperativa de calor que produz vapor para acionar a turbina a vapor Num ciclo simples apenas se utiliza um dos ciclos isoladamente a caldeira com a turbina a vapor nas t picas centrais convencionais a carv o ou fuel leo ou a turbina a g s em funcionamento em ciclo aberto sem recupera o dos gases de exaust o 11 No ciclo combinado os dois sistemas interagem configurando o que se chama de central de ciclo combinado Oddone 2001 1 4 3 Processo Produtivo Segundo documentos da EDP Produc o a Central Termoel trica de Lares possui dois grupos de ciclo combinado alimentados a g s natural ou alternativamente a gas leo como j referido instalados para a produc o de energia el trica Cada um deles tem um processo produtivo Figura 4 igualit rio mas independente do outro com uma pot ncia el trica P de 431 33 MW sendo de compreender que a Central Termoel trica de Lares tem uma capacidade de produ o energ tica P 862 66 MW Transiormer Transformador Cooling Tower Torre de Refrigera o Alternator Alter Natu
122. sa o quais os problemas associados mesma e qual o tratamento aplicado gua de arrefecimento de forma a evitar esses mesmos problemas J no terceiro cap tulo encontram se expostos todos os produtos aplicados no tratamento da gua de arrefecimento sendo alvo de uma explica o individual em subcapitulos que contempla em cada um deles as caracteristicas do respetivo produto assim como os materiais e m todos utilizados durante 3 a execuc o do trabalho experimental aplicado ao mesmo produto tendo em conta a exist ncia de resultados pr ticos e as conclus es que advir o dos mesmos O subcapitulo intitulado Outros produtos adicionados trata dos produtos aos quais n o houve a necessidade de realizar trabalho experimental nomeadamente o cido clor drico e o bissulfito de s dio cujo o doseamento dos mesmos est claramente definido em func o de determinados par metros pH e concentrac o de cloro residual livre residual respetivamente explicando o seu efeito quanto s pr ticas adotadas pela Central Termoel trica de Lares e possiveis pr ticas a aplicar No quarto capitulo o estudo econ mico o objeto de trabalho ele tem uma estrutura que permite a comparac o do valor dispensado ao longo dos ltimos quatro anos com a utilizac o do tratamento atual aplicado nas bacias de arrefecimento com o custo do possivel tratamento proposto para o mesmo efeito no mbito da dissertac o Claramente se depreende que est
123. se a um pH igual a 4 5 A alcalinidade um par metro revelador quanto tend ncia para a forma o de incrusta es no sistema de arrefecimento Alves 2010 Este par metro neste estudo determinou se pela NP 421 1996 45 Cloretos Estes compostos revelam se em quase todas as guas naturais e originam se possivelmente na dissoluc o de minerais no contacto com a gua do mar no contacto com urina na poluic o por esgotos e no contacto com efluentes industriais A corros o em tubulac es de aco e aluminio pode ser acelerada devido a elevadas concentrac es de cloretos na gua podendo o sabor dela ser alterado quando as concentrac es de cloro s o superiores a 250 mg L com possiveis implicac es no sistema cardiovascular Az 2003 Dureza Indica o conte do em i es de metais alcalino terrosos com enfase nos correspondentes ao c lcio e ao magn sio Ela pode ser tempor ria permanente e total Quando se fala em dureza tempor ria alude se situa o em que os i es de c lcio e de magn sio se combinam devido ao aquecimento com i es bicarbonato e carbonato podendo ser eliminados por fervura A dureza permanente tem origem na combina o de i es de c lcio e magn sio com sulfatos cloretos nitratos e outros formando se assim compostos sol veis que n o podem ser eliminados pelo aumento da temperatura Por fim a dureza total ser a soma da dureza tempor ria e da permanente Denote se que poder o ser formadas
124. sumo num prazo de quatro meses Uma nota final para referir que a remoc o do excesso de cloro residual de gua pode ser levada a cabo por redu o qu mica com SO NaHSO bissulfito de s dio Na SO ou Na S 0 tiossulfato de s dio por adsor o em carv o ativado ou por arejamento a pH adequado Outros Desinfetantes Para operar ao programa de desinfe o o hipoclorito de s dio o reagente qu mico preferencial devido s suas caracter sticas e concomitantes repercuss es na ind stria No entanto n o este o nico desinfetante poss vel existindo outros designadamente A cal clorada CaCI OCI possui uma composi o de 70 de cal clorada 20 de Ca OH cal hidratada e algum carbonato Cont m geralmente 30 a 35 de cloro ativo e as aplica es s o semelhantes s do hipoclorito de s dio O hipoclorito de c lcio Ca OCI comercialmente um produto com 65 a 70 de cloro ativo Comporta se de forma semelhante ao do NaOCl O di xido de cloro CIO utiliza se com o intuito de eliminar cheiros e sabores sendo um bom desinfetante N o forma cloraminas mas pode formar cloritos e cloratos t xicos para C gt 0 1 mg L por isso recomend vel passar a gua tratada com este qu mico por carv o ativado As solu es aquosas s o bastante est veis e seguras Este produto encontra se na forma gasosa sendo por isso inst vel e explosivo O bromo e o iodo t m uma boa capacidade de desinfe o Em
125. tece a t tulo de exemplo com os microbicidas Posto isto a for a i nica da gua de arrefecimento ser maior quanto maior for a concentra o de sais dissolvidos influindo diretamente nos problemas de corros o e sujamento pelo exposto iminente a necessidade de evitar que a concentra o dos s lidos em solu o se torne t o alta que provoque problemas no sistema assim como se pretende manter e se poss vel reduzir os custos operativos Teixeira et al 1997 Com vista redu o dos problemas acima mencionados relativos corros o e incrusta o realiza se atualmente um tratamento conhecido por tratamento alcalino sendo que a forma o de incrusta es impedida pela adi o de inibidores de sujamento 26 O par metro relativo a dureza da gua torna se essencial para o tratamento levado a cabo na gua de arrefecimento do circuito de recirculac o aberto posto que guas com diferentes durezas precisar o tamb m de diferentes tratamentos Nas guas duras durezas como CaCO superiores a 150 mg L utilizam se fosfatos fosfonatos ou polifosfatos como inibidores de corros o Os fosfonatos e polifosfatos s o tamb m inibidores de sujamento Isto acontece para prevenir o sujamento pois nestas guas h um elevado risco de precipitac o de carbonato de c lcio usando se para isso dosagens elevadas de dispersantes Ja no tocante as guas macias a concentrac o cr tica de um inibidor de corros o ma
126. templar outras atividades no setor energ tico Mas como no mercado negocial nada estanque a empresa tem a necessidade de novos ajustamentos E por isto que em 2006 depois da liberalizac o do mercado dom stico do setor el trico em Portugal a EDP assume um novo posicionamento que face aos consumidores e demais interessados se traduziu numa nova assinatura Sinta a nossa energia e numa nova pl stica tridimensional com maior impacto visual e mais flexivel e adapt vel Em 2009 a assinatura sofre uma mudanca evolutiva passando de Sinta a nossa Energia para Viva a nossa Energia Em 2011 a marca EDP entrou numa nova fase da sua hist ria com uma forma adapt vel a v rios contextos convidando o cliente a experienciar de forma pl stica e interativa a coopera o com todo o grupo empresarial A cadeia de Valor do Grupo EDP representa o conjunto das atividades desenvolvidas pelas diferentes empresas do mesmo Figura 2 O setor a ser abordado neste estudo o setor el trico mais concretamente no que toca gera o de energia onde se inclui a produ o t rmica que no seu processo produtivo implica um sistema de arrefecimento situando se na empresa respons vel pela gera o de energia el trica a EDP Produ o EDP 2014 Setor El trico R P 2 4 distribui o comercializa o distribui o comercializa o gt gera o Ce Produc qa Distribui o AB comorcioi B HE OS Gus U
127. u menor das preia mares e baixa mares Tamb m o fen meno quinzenal da altern ncia entre mar s vivas e mar s mortas deveras relevante Este fen meno tem exist ncia devido ao efeito exercido pelo Sol quando o Sol e a Lua est o em oposi o Lua cheia ou conjun o Lua nova a influ ncia do Sol refor a a da Lua e ocorrem as mar s vivas Mas quando o Sol e a Lua est o em quadratura Quarto crescente e Quarto minguante a influ ncia do Sol contraria a da Lua dando origem s mar s mortas Por via de regra as amplitudes de mar s vivas em Portugal Continental s o de cerca de 1 5 m Assim o mar sobe e desce 1 5 m em rela o ao n vel m dio Em mar s mortas a amplitude da mar da ordem dos 70 cm Parafraseando o acima exposto os oceanos n o t m uma rea o instant nea s influ ncias astron micas havendo aqui tamb m para cada local um atraso de resposta Esse atraso denomina se de idade da Mar Geralmente pode dizer se que a mar viva ocorre no dia seguinte Lua Nova ou Lua Cheia Finalizando de referir que para o nivel da gua do mar concorrem ainda outros fatores que n o a mar astron mica tais como a press o atmosf rica os ventos e a agita o maritima A press o atmosf rica o mais importante dos fatores n o astron micos que influenciam a subida e descida do n vel do mar sendo que as baixas press es produzem um aumento do n vel das guas e inversamente as altas press es est o asso
128. ular as condic es em que n o existem tratamento controlo verificando se na figura referente ao ensaio A a quantidade de microrganismos presente em todas as amostras din micas e est ticas caso estas n o sofressem qualquer tratamento A partir do resultado deste ensaio podem ser observados quais os efeitos dos diferentes tratamentos realizados nos demais ensaios No ensaio B h adic o de hipoclorito de s dio n o se verificando a presenca de bact rias Verifica se que o hipoclorito um biocida eficaz uma vez que n o visivel a presenca de qualquer unidade formadora de col nia de bact ria J no ensaio C constata se a presenca de bact rias Depreende se portanto que o biodispersante n o tem capacidade biocida isto o biodispersante tem a capacidade para desagregar o biofouling n o tendo contudo a capacidade de eliminar as bact rias Comparativamente a amostra A possivel observar que as unidades formadoras de col nia de bact ria s o de menor di metro e encontram se mais dispersas pela placa do meio de cultura comprovando assim o efeito do biodispersante No ensaio D o pretendido foi estudar o efeito combinado da utilizac o do biodispersante e do hipoclorito de s dio como biocida sendo este o tratamento adotado na Central Termoel trica de Lares Devido ao incumprimento do protocolo n o possivel aferir com precis o este efeito conjugado uma vez que o cloro residual livre n o foi controlado durante tr s dias
129. xietilidenedifosfonico e cido fosf nico 3 1 2 Metodologia No que respeita ao poss vel potencial da gua para causar incrustac es ter se o de relacionar alguns fatores como por exemplo valores de pH e temperatura elevados para se perceber qual o grau de suscetibilidade de causar tal fen meno Com a an lise dos par metros referidos entre outros pode concluir se que se est na presenca em excesso de carbonatos ou sulfatos de c lcio e ou magn sio podendo ainda resultar na presenca de ferro que em contacto com o oxig nio oxidado originando assim precipitados f rricos insol veis possibilitando um panorama das possiveis incrustac es no sistema De forma a evitar incrusta es por carbonato de c lcio o pH da concentra o deve ser menor do que o pH de saturac o pHs Esta relac o expressa aproximadamente pelo ndice de Saturac o de Langelier LS para guas com valores de s lidos totais dissolvidos S72 inferiores a 10 g L e pelo ndice de Satura o de Stiff amp Davis S amp DS para guas com mais de 10 g L CSM 2010 Pe a et al 2009 Assim quando S7D lt 10 g L usa se a Equa o 1 Nesta pH o pH da gua e pHs o pH da solu o saturada de carbonato de c lcio LSI pH pH Equacao 1 O pHs calcula se recorrendo a Equac o 2 As constantes A B C e D calculam se atrav s das Equa es 3 4 5 e 6 respetivamente Na Equa o 5 Cacao a concentra o de Ca expressa como
130. z que esta de baixo custo econ mico abundante facilmente disponivel e de f cil manuseamento possuindo tamb m um calor espec fico elevado calor necess rio para subir a temperatura 1 K um calor latente de vaporizac o necess rio para mudar de fase tamb m elevado e sendo praticamente incompressivel nas condi es de utiliza o Stanford 2003 Estas torres podem agrupar se em diversos tipos de acordo com o principio de funcionamento Estas podem ser de tiragem natural Figura 8 ou mec nica Figura 9 caso o escoamento do ar nas torres seja natural ou for ado por um ou mais ventiladores respetivamente Teixeira et al 1997 O sistema de arrefecimento com torres de arrefecimento pode ainda ser caraterizado pelo ponto de vista da circula o relativa entre os caudais de gua e de ar Esta circula o pode ser em contracorrente onde os fluxos de gua e ar circulam paralelamente na vertical em sentidos opostos 19 a gua no sentido descendente e o ar no sentido ascendente ou pode ser em fluxo cruzando onde os fluxos de gua e ar s o perpendiculares entre si caindo a gua verticalmente Teixeira et al 1997 Ventilador SAIDA DEAR a Separador de gotas Distribuidor de gua f ii pio J O retorno CH L Separador j 2 de got culas x 1 LEC OS y Enchimento Agua quanta ENTRADA DE AR Agua de compensa o
131. zidos que variam entre corros o moderada e equilibrio Globalmente os dados mostram que estas guas apresentam uma tend ncia de corros o suave verificando se um incremento do S com a dureza Esta uma tend ncia espect vel para baixas mineraliza es que por n o apresentarem uma concentra o de S7D em quantidades suficientes para ultrapassar o limite de satura o de compostos em solu o apresentam um potencial corrosivo Esta tend ncia corrosiva S lt 0 5 altera se para valores de S positivos para um intervalo de valores de dureza e de total de s lidos dissolvidos compreendido entre valores que transitam entre gua doce e salgada num ambiente salobro tipicamente estuarino Do ponto de vista qu mico afirma se que o limite de satura o para a calcite CaCOs foi ultrapassado pHs gt pHa podendo existir alguma forma o de calcite nas tubagens No entanto uma vez que se encontra em ambiente de equil brio definido entre 0 5 e 0 5 no S estes precipitados de calcite tornam se novamente inst veis e s o dissolvidos na gua n o formando as incrusta es propriamente ditas Portanto medida que a gua salgada se mistura com a gua doce a sua concentra o na amostra vai aumentando e chegando ao ponto onde a amostra j considerada gua salgada Esta vai tendo uma tend ncia cada vez mais corrosiva diluindo o efeito incrustante anteriormente referido Isto ocorre porque como j se referiu ante

João Pedro Rodrigues Pimenta

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