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APS USINA 3º Semestre

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ENGENHARIA CIVIL 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA 
PLANTA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
 
 
Adriano Henrique da Silva – T320JE9 
Eduardo Aparecido Pereira – B782CG0 
Geraldo Souza Santana – B81FGD7 
Lucilene Maximiano – B78HJD5 
Mateus da Silva Ribeiro – B722HD9 
Priscylla Neres Mendes dos Santos – B58BJB1 
Vanessa Carvalho dos Santos – B50HAH0 
Wagner Gonçalves Vaz – T191432 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
MAIO 
2014 
 
INTRODUÇÃO 
Aplicar os conhecimentos adquiridos e desenvolver uma planta de geração de 
energia elétrica, que permita simular o comportamento dinâmico da geração de energia 
elétrica com acionamento de LED’s. 
 
PESQUISA SOBRE USINA HIDRELÉTRICA 
Uma usina hidrelétrica é um complexo de projetos de engenharias: civil, elétrica, 
mecânica, hidráulica, estrutural, geotécnica, hídrica, de computação, de controle, de 
automação, ambiental, florestal, de solos, de fundações, de materiais, etc. 
A energia hidrelétrica tem por finalidade obter a energia elétrica através do 
aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio. Para que seja realizado esse 
processo necessita-se a construção de usinas em rios que tenham um elevado volume de 
água e apresentem desníveis em seu curso. 
A força da água em movimento é conhecida como energia potencial, essa água passa 
por tubulações da usina com muita força e a velocidade, realizando então a movimentação 
das turbinas. Nesse processo então ocorre à transformação de energia potencial (energia da 
água) em energia mecânica (movimento das turbinas). As turbinas em movimento estão 
conectadas a um gerador, que é responsável pela transformação da energia mecânica em 
energia elétrica por meio de um gerador, sendo a energia elétrica transmitida para uma ou 
mais linhas de transmissão que é interligada à rede de distribuição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A eficiência da energética das hidrelétricas é muito alta, em torno de 95%. O 
investimento inicial e os custos de manutenção são elevados, porém, o custo do combustível 
(água) é nulo. 
Atualmente, as usinas hidrelétricas são responsáveis por aproximadamente 18% da 
produção de energia elétrica no mundo. Esses dados só não são maiores pelo fato de poucos 
países apresentarem as condições naturais para a instalação de usinas hidrelétricas. As 
nações que possuem grande potencial hidráulico são Brasil, Canadá, China, Estados Unidos e 
Rússia. No Brasil, mais de 95% da energia elétrica produzida é proveniente de usinas 
hidrelétricas. 
Apesar de ser uma fonte de energia renovável e não emitir poluentes, a energia 
hidrelétrica não está isenta de impactos ambientais e sociais. A inundação de áreas para a 
construção de barragens gera problemas para as populações ribeirinhas, comunidades 
indígenas e pequenos agricultores. Os principais impactos ambientais ocasionados pelo 
represamento da água para a formação de lagos artificiais são: destruição de extensas áreas 
de vegetação natural, desmoronamento das margens, assoreamento do leito dos rios, 
prejuízos à fauna e flora locais, mudança do nível dos rios e extinção de algumas espécies de 
peixes. 
Toda via, é ainda um tipo de energia mais barata do que outras como a energia 
nuclear e menos agressiva ambientalmente do que a do petróleo ou a do carvão. 
 
DESCRIÇÃO DE DESENVOLVIMENTO DO PROJETO 
 
BASE PARA MAQUETE 
Foi pedido que se utilizasse madeira, acrílico, entre outros. Assim sendo, escolhemos 
a madeira, com as dimensões de H 2 m X C 1,70. 
E levamos em consideração a resistência, facilidade em encontrar o material e preço 
mais acessível. Além de a mesma ser um material leve e de fácil manuseio em para corte, e 
através de cálculos suportaria o peso do reservatório que instalado, tendo que ter um pouco 
de precaução para que a mesma não excedesse a altura e largura do tamanho da porta do 
laboratório onde iria ser feita a apresentação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUA 
De acordo as regras pedia-se preferencialmente um reservatório que tivesse um 
retorno automático e continuo. 
Utilizamos primeiramente um reservatório de isopor, o qual foi realizado o teste e 
ocorreu vazamento de água em poucos minutos. 
Foi feita então uma segunda tentativa utilizando um reservatório superior com 25cm 
X 46cm, e um reservatório inferior de 36cm X 10cm, com capacidade aproximada de 15,625 
L e com uma pressão de 2,4525x10³ Pa. Colocando em ambos os reservatórios um recuo de 
5cm cada, para evitar que os mesmos transbordem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reservatório de Vidro 25cm x 46cm 
UNIDADE GERADORA DE ENERGIA ELÉTRICA 
Foi feita uma primeira tentativa com um motor de impressora HP e EPSON, o qual 
não funcionou, por não ser suficiente. 
Fizemos então uma tentativa com uma bomba submersa da marca Resun S 1500 L/h 
à qual também não obtivemos o resultado que esperávamos. Então foi feita uma nova 
tentativa com uma bomba submersa de maior potência da marca Boyu FP 48 2100 L/h à qual 
foi obtido o então resultado esperado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bomba Submersa Boyu Fp 48 2100 L/h 
 
POLIA E CORREIA 
Utilizamos uma polia de material plástico, pois foi de melhor manuseio. 
Obtivemos tentativas com a correia, começamos com uma que acabou sendo trocada 
por ocorrer um pequeno atrito entre ela e a polia. 
Tentamos então com um barbante, o qual não obteve o resultado, pois o mesmo não 
suportou e começou a ceder. Voltamos novamente à correia, onde verificamos o erro e 
obtivemos o resultado esperado, que foi a rotação sem o movimento retrógado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Polia e Correia 
EIXO E ROLAMENTO 
Para construção do eixo utilizou-se um cano de aproximadamente 1m e com 3cm de 
diâmetro. E os rolamentos já haviam sido usados, foi feita então a limpeza do mesmo para 
que pudesse ser usado novamente. 
A construção do eixo ocorreu de tal forma, foi comprado um rodo infantil e 
desmontado, colocou-se então o cabo do rodo dentro do cano, e os rolamentos em cada 
uma de suas extremidades, sendo fixados com pregos pequenos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Eixo Fixo Polias 
 
TURBINA 
Não se pedia um material especifico, então foram utilizados dois discos de vinil e 12 
potes de Yakult. Levamos em consideração algo que fosse criativo, acessível, fácil de 
manusear e que tivesse leveza, pois entendemos que quanto mais leve, mais rápido iria fazer 
o giro. 
A turbina ou roda d’água, um cano que estava logo acima em sua direção despejando 
a água e então ocasionaria o giro e fornecendo então a energia para o acendimento dos 
LED’s. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Turbina 
 
CÁLCULO DA VAZÃO 
Para realizar esse cálculo foi verificado o tempo que a bomba leva para encher o 
recipiente de determinado tamanho, fazendo os cálculos: 
A bomba leva X minutos para encher um recipiente de Y litros. Dividindo 60 
(referente aos minutos de uma hora) por X (tempo que a bomba leva para encher o 
recipiente) e multiplica por Y (quantidade em litros do recipiente). 
 
Tempo para encher o recipiente: 2,2 minutos (Feito uma observação por cinco vezes, e em 
quatro delas o valor de 2,2 min foi o que mais se repetiu). 
Quantidade em litros do recipiente: 15,625 L 
60 / 2.2 min = 27,2727272727 
27,2727 x 15,625L = 426,1363636364 L/h 
 
Tendo então como resultado final o de 426,1363636364 Litros/Hora. 
 
ETAPAS DE CONSTRUÇÃOCONCLUSÃO 
Constatamos que foi necessário o cálculo para a descoberta da vazão, utilizando uma 
bomba que funcionasse corretamente e então acendesse as LED’s que era o propósito do 
trabalho. 
O atrito foi um fator muito importante, pois o nosso projeto não sofreu perda em 
relação ao atrito entre a correia e a polia. 
Entretanto, nesse projeto alguns dos conhecimentos que foram adquiridos durante o 
semestre em Eletricidade Básica e um estudo básico a respeito de Usinas Hidrelétricas e seu 
funcionamento, para a então construção do projeto. 
 
 
DESENHOS 
 
Apoio do reservatório de baixo e reservatório. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Eixo, Base e Polia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Turbina ou Roda d’Água 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ORÇAMENTO 
 
QUANTIDADE DESCRIÇÃO DO PRODUTO VALOR (R$) 
05 Placas de Isopor 29,50 
02 Colas de Isopor 3,00 
01 Solda Emavi 25g 2,65 
03 Refis de Tubo de Cola Quente 4,50 
01 Estilete Importado 2,50 
01 Corante para Água Azul 50ml 4,70 
01 Adesivos Plas. Bisnaga 75g Tigre 5,45 
01 Fitas Veda-Rosca 3,35 
01 Durepox 7,00 
01 Super Bonder Henkel 6,90 
01 Mangueira para Chuveiro 2m 6,85 
01 Luva C/R Sold. ¾ 1,39 
01 Plug com Rosca ¾ 0,69 
01 Joelho Sold. 45g ¾ 0,90 
01 Joelho Sold. 90g ¾ 0,43 
01 Luva Red. C/B. LT. A2 3/4x1/2 4,49 
01 Luva Sold. MR ¾ 0,49 
01 Vedaflex Cinza 400g 20,50 
03 Placas de Isopor 30mm 21,00 
02 Madeiras 1,25m 30,00 
12 Yakult 11,00 
01 Rodo Infantil 1,50 
01 Tubo de PVC Brazil Água 2x1,95m 3,90 
02 Cotovelo Água 1,25 
 2m de Mangueira 1/8 6,00 
04 Abraçadeira ¾ 1,40 
02 Abraçadeira 5/8 2,00 
08 Parafusos 0,80 
01 Registro ¾ 8,80 
01 Bomba Sub. Resun S 1500 L/h 66,00 
01 Tubo de Silicone 12,50 
03 Spray Lukscolor Preto Fosco 39,00 
 4m de Mangueira Cristal 7/8 16,00 
01 Bomba Boyu Sub. Fp 48 114,10 
02 Bucha PVC Marrom Longa 40x25mm 6,00 
½ Tubo de PVC 25mm – ¾ 1,50 
 1m de Cano 5,50 
TOTAL DO PROJETO R$ 653,04. 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
o http://www.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrelétrica (Acesso em 15 de maio de 2014, 
às 14hrs 43m). 
o http://www.infoescola.com/energia/usina-hidreletrica/ (Acesso em 15 de maio de 
2014, às 16hrs 20m). 
o http://www.brasilescola.com/geografia/energia-hidreletrica.htm (Acesso em 17 de 
maio de 2014, às 18hrs 02m). 
o http://www.mundovestibular.com.br/articles/701/1/USINAHIDRELETRICA/Paacut
egina1.html (Acesso em 19 de maio de2014, às 13hrs 05m).

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