A água de uma nascente para uma aldeia
do planalto central de Madagáscar
Em Mahalavolona, no planalto central malgaxe, uma nascente captada corre dia e noite a jusante da aldeia. O reservatório de distribuição, esse, está 18 metros mais acima e 500 metros mais longe. Entre os dois, nem rede elétrica, nem gerador: o sol. Eis como este projeto se constrói no LE LAB, a aplicação de dimensionamento de bombagem solar, com capturas de ecrã e números reais como prova.
A necessidade, tal como o município a exprime
A aldeia cresceu e a adução gravítica existente já não acompanha. A boa notícia já está no terreno: a nascente captada enche por gravidade um reservatório-tampão de 32 m³ aos pés da aldeia. Falta a subida: elevar todos os dias 32 m³ até ao reservatório de distribuição que domina as habitações, para que a água desça depois por si só até às fontanárias.
Particularidade do local: sem furo. A bomba mergulha diretamente no reservatório-tampão, a 2 metros sob a superfície. E nenhuma eletricidade fiável nas proximidades: a bombagem ao ritmo do sol, sem baterias, impõe-se naturalmente.
Os dados de entrada no LE LAB
Poucos minutos de introdução de dados. A cidade de referência de irradiação é Antananarivo, a cerca de cem quilómetros, no mesmo planalto central e à mesma altitude que o local. A profundidade introduzida é de apenas 2 m, estando a bomba imersa no reservatório-tampão; a elevação de 21 m cobre o desnível e a altura do reservatório. A altura total é calculada automaticamente: 46 m, dos quais metade vem das perdas de carga da conduta. Em 500 metros, o tubo pesa tanto como o desnível: é precisamente isso que um dimensionamento deve contar.
O resumo antes do cálculo: bastam nove respostas, a altura manométrica total é calculada automaticamente.
O que o LE LAB propõe
Três painéis. Para elevar a água de toda uma aldeia, a solução escolhida é uma LORENTZ PS2-1800 com a extremidade C-SJ5-12, alimentada por 3 painéis de 450 Wp, ou seja, 1.350 Wp numa única cadeia. Produção média: 45 m³ por dia, pelo simples facto de a altura se manter moderada e de a irradiação do planalto central ser generosa e regular. É a sobriedade própria da bombagem ao ritmo do sol bem dimensionada: sem baterias, muito poucos painéis, nenhum combustível.
A solução num relance: bomba, campo solar e produção média.
Painéis quase na horizontal, sem perder nada
A esta latitude, o ângulo ótimo calculado é de 21°, painéis orientados a norte, uma vez que estamos no hemisfério sul. Mas uma estrutura baixa e pouco inclinada é mais simples de construir localmente e oferece menos resistência ao vento, um tema real num país exposto a ciclones. O ajuste de ângulo do LE LAB quantifica esta escolha.
A 11°, a produção anual mantém-se em 100% do ótimo: a estrutura simples não custa nada, e esta inclinação basta para deixar a chuva lavar os painéis.
A produção, mês a mês e hora a hora
A produção mensal lê-se face à necessidade, sobre dezasseis anos de irradiação real da região. O ponto mais baixo é em junho, o inverno austral: 39,7 m³ por dia, ainda 24% acima dos 32 m³ pedidos. O resto do ano varia entre 40 e 49 m³. A curva de pluviosidade apresentada conta a outra metade do clima: de 475 mm em janeiro a 46 mm em setembro, a longa estação seca é exatamente o período em que a água da nascente se torna preciosa.
Todos os meses ficam acima da linha da necessidade, incluindo o inverno austral. O mês crítico é apresentado, não escondido.
O dia típico de julho, hora a hora: a bomba sobe a 5,5 m³/h nas horas de sol pleno e produz 39,5 m³, ou seja, 23% de margem sobre a necessidade.
O reservatório de 20 m³ posto à prova
O LE LAB simula a reserva de água dia a dia sobre dezasseis anos de meteorologia real. Apenas com o reservatório de 20 m³, 354 dias em 365 são totalmente cobertos. Os 11 dias incompletos de um ano médio entregam, mesmo assim, 78% da necessidade, e o volume em falta no ano resume-se a 76 m³ em 11.688, ou seja, 0,6%. O episódio mais desfavorável dos dezasseis anos simulados: seis dias de sol fraco em abril de 2009.
As referências quantificam o passo seguinte, se o município visar o zero falhas: 57 m³ reduziriam os dias incompletos a, no máximo, um por ano, 80 m³ cobririam todos os dias dos dezasseis anos.
As curvas do fabricante, no ponto de funcionamento real
As curvas Q/H da bomba, traçadas a partir dos dados oficiais da LORENTZ, com a altura do projeto em destaque: 5,9 m³/h à potência máxima na curva dos 46 m. A bomba aceita até 7,7 m³/h e 70 m: o sistema trabalha confortavelmente dentro da sua gama, garantia de longevidade.
Caudal segundo a potência disponível, por altura manométrica. A curva amarela é a do projeto, a 46 m.
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