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https://tede.unioeste.br/handle/tede/8568| Tipo do documento: | Dissertação |
| Title: | Desenvolvimento, avaliação técnica e econômica de uma roda d’água flutuante para bombeamento de água. |
| Other Titles: | Development, technical and economic evaluation of a floating water wheel for water pumping. |
| Autor: | Rotta, Marcelo Paiva ![]() |
| Primeiro orientador: | Nogueira, Carlos Eduardo Camargo |
| Primeiro coorientador: | Siqueira, Jair Antonio Cruz |
| Segundo coorientador: | Mello, Eloy Lemos de |
| Primeiro membro da banca: | Nogueira, Carlos Eduardo Camargo |
| Segundo membro da banca: | Boas, Marcio Antonio Vilas |
| Terceiro membro da banca: | Andrade, Mauricio Guy de |
| Resumo: | O acesso à água para irrigação e atividades agrícolas em áreas rurais remotas frequentemente depende de soluções energéticas alternativas, especialmente em locais sem conexão à rede elétrica. Este estudo apresenta o desenvolvimento e a investigação experimental de um sistema de bombeamento de água acionado por uma roda de água flutuante, projetado para operar exclusivamente por meio da energia hidrocinética de um curso de água natural. O sistema foi construído, instalado e testado em um trecho do rio Tormenta, no município de Catanduvas, estado do Paraná, Brasil, onde foram realizadas medições de vazão bombeada, altura manométrica, torque, velocidade de rotação e velocidade da correnteza. A partir dos dados experimentais, foram determinadas a potência hidráulica, a potência mecânica e a potência de bombeamento, bem como as eficiências hidráulica, mecânica e global do sistema. O protótipo operou de forma contínua, apesar do comportamento intermitente característico da bomba de Wirtz, e alcançou eficiência hidráulica máxima de 72%. As eficiências máximas mecânica e global foram de 7,94% e 5,71%, respectivamente. As vazões bombeadas mostraram-se compatíveis com as demandas hídricas de pequenas propriedades agrícolas familiares. A análise econômica indicou viabilidade do sistema, cujo custo de implantação foi de R$ 2.500,00. Em comparação ao custo evitado do abastecimento convencional de água, o sistema apresentou tempo de retorno descontado inferior à vida útil estimada do equipamento e custo nivelado de energia de R$ 1,00 por m³ de água bombeada. Os resultados demonstram que rodas de água flutuantes constituem solução sustentável, de baixo custo e tecnicamente viável para comunidades rurais isoladas. |
| Abstract: | Access to water for irrigation and agricultural activities in remote rural areas often depends on alternative energy solutions, especially in locations without connection to the electric power grid. This study presents the development and experimental investigation of a water pumping system driven by a floating water wheel, designed to operate exclusively through the hydrokinetic energy of a natural watercourse. The system was constructed, installed, and tested along a stretch of the Tormenta River, in the municipality of Catanduvas, in the state of Paraná, Brazil, where measurements of pumped flow rate, manometric head, torque, rotational speed, and current velocity were performed. Based on the experimental data, hydraulic power, mechanical power, and pumping power were determined, as well as the hydraulic, mechanical, and overall efficiencies of the system. The prototype operated continuously, despite the intermittent behavior characteristic of the Wirtz pump, and achieved a maximum hydraulic efficiency of 72%. The maximum mechanical and overall efficiencies were 7.94% and 5.71%, respectively. The pumped flow rates proved to be compatible with the water demands of small family farms. The economic analysis indicated the system’s feasibility, with an implementation cost of R$ 2,500.00. Compared with the avoided cost of conventional water supply, the system presented a discounted payback period shorter than the estimated service life of the equipment and a levelized energy cost of R$ 1.00 per m³ of pumped water. The results demonstrate that floating water wheels constitute a sustainable, low-cost, and technically feasible solution for isolated rural communities. |
| Keywords: | Energia Hidrocinética Elevação de Água Abastecimento Autônomo de Água Irrigação Alternativa Abastecimento de Água Renovável Hydrokinetic Energy Water Lifting Autonomous Water Supply Alternative Irrigation Renewable Water Supply. |
| CNPq areas: | AGROENERGIA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
| Sigla da instituição: | UNIOESTE |
| Departamento: | Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Energia na Agricultura |
| Campun: | Cascavel |
| Citation: | ROTTA, Marcelo Paiva. Desenvolvimento, avaliação técnica e econômica de uma roda d’água flutuante para bombeamento de água.. 2026. 74 f. Dissertação( Mestrado em Engenharia de Energia na Agricultura) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel . |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/8568 |
| Issue Date: | 2-Mar-2026 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia de Energia na Agricultura (CVL) |
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