Turbinas Arquimedes
A Turbina Arquimedes é uma novidade na geração hidráulica de gravidade dentre os mais diversos tipos de turbinas disponíveis no mercado. Ela converte a Energia Potencial de um Rio em Energia Mecânica (rotativa) que por sua vez é convertida através de dispositivos multiplicadores de rotação interligando Geradores Elétricos.
A água flui através de um canal de aproximação onde é direcionada para uma calha inclinada entre o nível de água a montante e jusante no fluxo do Rio. Sob seu próprio peso a água atua nas hélices da turbina causando sua rotação.
Ilustração de um esquema típico de instalação com Turbina Arquimedes
Vantagens das Turbinas Arquimedes em comparação com as turbinas convencionais
• Aplicação em Queda D´água de baixa altura (1 até 10 m);
• Custos reduzidos de Obras Civis para Centrais Geradoras Elétricas (CGHs);
• Extremo baixo custo de Capital Investido (de 30 a 40% de uma Usina convencional);
• Simples Construção;
• Licenças Ambientais simplificadas
• Alta Eficiência numa ampla faixa de vazões (para 20% da vazão eficiência ainda em 70%)
• Turbinas de Longa vida útil;
• Fácil Manutenção e Operação;
• Baixos custos de Operação e Manutenção;
• Amplo espectro de aplicações, ou sejam, em Canais, Vertedouros, Antigos Moinhos, etc
• Fácil acesso a todos os componentes da turbina;
• Podem operar sem grades e são “amigas dos peixes”, ou seja, peixes podem passar pela turbina sem sofrer machucados ou morrer;
• Aumenta significativamente a oxigenação e qualidade da água do Rio.
Comparação de rendimentos em função do percentual da vazão de engolimento
Tabela de valores das Turbinas Arquimedes em comparação com outras turbinas convencionais
| Percentual de carga/vazão | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 100% |
| Arquimedes | 25 | 74 | 77 | 79 | 82 | 82 | 83 | 83 | 84 | 85 |
| Kaplan | 15 | 70 | 85 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 88 | 85 |
| Francis | - | - | - | 58 | 72 | 78 | 82 | 82 | 82 | 80 |
Aplicações
Este tipo relativamente novo de Turbina Hidráulica se baseia no princípio de funcionamento das bombas de parafuso do tipo Arquimedes utilizadas no passado em obras de irrigação desde a idade média operando em sentido contrário como um parafuso.
Tem ampla aplicação em cursos d´agua, canais, vertedouros e descargas de processos industriais, com desníveis de 1 a 10 metros oferecendo uma ampla gama de potências e vazões.
Paramêtros de aplicações
Indicação valores
| Potência Nominal | Até 500 KW/unidade |
| Vazão Nominal | 0,1 a 10 m3/s |
| Queda Bruta | 1 a 10 metros |
| Ângulo de inclinação | 22 a 36° |
Regulação
As Turbinas Arquimedes não necessitam de sistemas de regulação complexos, necessitando basicamente de uma comporta de emergência na entrada do parafuso. O gerador síncrono com um apropriado sistema de multiplicação de velocidades, garante conexão ao sistema de transmissão com otimização da potência de 10 a 100%.
Podem também dispensar a multiplicação da velocidade com a adoção de geradores síncronos ou outro tipo, conectados à rede através de inversores de frequência, já disponíveis no mercado brasileiro, com ampla gama de fornecedores.
Fabricação
Pela sua simplicidade as Turbinas Arquimedes podem ser fabricadas em industrias locais ou de outros Estados, em empresas de caldeiraria e usinagem de pequeno e médio porte.
Existem inúmeras indústrias aptas ao processo de produção.
Transporte
Pelo relativo alto porte dos parafusos, o transporte demandará logística apropriada e acessos adequados de estradas e rodovias.
No Brasil existem empresas especializadas neste tipo de transporte.
Montagem
Pela relativa simplicidade das Turbinas Arquimedes, a montagem em geral é rápida, demandando equipe pequena e equipamentos de movimentação de cargas compatíveis com as dimensões e pesos dos componentes das Turbinas e Geradores.
Comissionamento
Após a montagem e verificações gerais das instalações, as Unidades Geradores serão comissionadas e interligadas ao sistema de rede local, possibilitando sua entrada em operação comercial.
Padronização
Pela característica de baixa queda modelos de dimensões padronizadas serão disponibilizados para auxílio na seleção da Turbina Arquimedes mais apropriadas aos locais e aproveitamentos estudados.