Desenvolvimento de uma solução inovadora para turbina de baixa queda usando transmissão hidrostática: projeto mecânico e integração de uma roda d’água de canecas a uma bancada modular de microgeração hidrelétrica

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento do projeto mecânico e da integração de uma roda d’água de canecas a uma bancada experimental modular de microgeração hidrelétrica com transmissão hidrostática, prevista para futura instalação no lago do Sapiens Parque, em Florianópolis. Inicialmente, foi realizado um levantamento bibliográfico sobre rodas d’água e sistemas de aproveitamento da energia da água em pequena escala. Em seguida, foram definidos os principais requisitos do projeto, considerando as dimensões necessárias para a instalação, o funcionamento do conjunto e sua integração ao ambiente. A roda adotada foi baseada em um modelo comercial e modelada no SolidWorks 2017, com aproximadamente 2,20 m de diâmetro e 0,36 m de largura. Essa configuração foi escolhida por apresentar dimensões compatíveis com a bancada experimental, com o espaço disponível para instalação e com as condições previstas de alimentação de água. A modelagem tridimensional permitiu avaliar o posicionamento da roda, sua compatibilidade com a estrutura da bancada e sua ligação com os componentes responsáveis pela sustentação e pela transmissão do movimento. Também foi elaborado um desenho técnico com as principais dimensões do equipamento. Para estimar as condições iniciais de funcionamento, foram considerados uma vazão de 8 litros de água por segundo e uma altura de bombeamento entre 2,5 e 6 metros, resultando em uma potência hidráulica teórica entre aproximadamente 196 e 471 W. Foi ainda obtida uma estimativa preliminar de rotação próxima de 17 voltas por minuto para uma queda de água de aproximadamente 2,20 m. Os resultados fornecem uma base técnica para a futura aquisição, integração e montagem da roda na bancada. Como o equipamento ainda não foi adquirido, instalado ou testado, características como torque, potência mecânica real e eficiência deverão ser determinadas experimentalmente em etapas posteriores.