Construção do modelo: Dados de entrada

Seguidamente, antes de começarmos a introduzir a rede, foi necessário criar-se os campos necessários e exigidos pelo modelo de dados nos temas do EPANET através do menu ‘DC Water Design’, ‘Create Missing Fields’. Este processo permite criar rapidamente um conjunto de dados no ArcView que estejam em conformidade com o conjunto de dados do modelo EPANET para efectuar a simulação.

Posto isto, introduziu-se a rede de distribuição de água, bem como todos os elementos físicos constituintes da rede. Esta fase do trabalho revelou-se bastante morosa e exaustiva visto que o cadastro não estava actualizado, conforme já se referiu anteriormente. No entanto, com ajuda dos técnicos da EMARVR, e com muita dedicação, foi possível obtermos um bom resultado da rede de distribuição da zona em estudo, a zona do Pisco. Na figura 16, apresenta-se a rede introduzida.

A segunda fase do trabalho prendeu-se com a introdução dos dados caracterizadores da rede de distribuição de água necessários para a simulação. Para tal activou-se a extensão ‘Utilitários de Edição’ do menu ‘File’, ‘Extensions’. Esta extensão permite a introdução dos dados nos temas do modelo EPANET dentro do ArcView.

 Condutas/tubagens

Relativamente às condutas, introduziu-se os dados que caracterizam fisicamente as próprias condutas. Seleccionou-se o tema “Condutas”, editou-se o tema através do menu ‘Theme’, ‘Start Editing’ e clicou-se na conduta que se pretende caracterizar. A figura 17 ilustra o comando ‘Edição de atributos’ e a caixa de texto para introduzir os dados das condutas da rede, neste caso da conduta que aparece a amarelo.

Os dados introduzidos obedeceram a uma série de parâmetros quer de linguagem de programação computacional, para serem validados pelo computador, quer seja em termos de unidades para os valores dos diâmetros, rugosidades, entre outros. Ou seja, em termos de linguagem de programação os dados introduzidos podem ser do tipo numérico, inteiro ou real, e do tipo texto. Assim sendo, os parâmetros introduzidos para as condutas obedeceram aos seguintes parâmetros:

• ID – valor numérico do tipo inteiro para identificar os vários tipos de material das condutas;

• Lengh – comprimento da conduta em metros (m), valor numérico do tipo real;

• Diameter – diâmetro nominal da conduta em milímetros (mm), valor numérico do tipo inteiro;

• Roughness – coeficiente de rugosidade absoluta do material da conduta utilizada na fórmula empírica de Darcy-Weisbach em milímetros, valor numérico do tipo real;

• Minorloss – coeficiente de perda de carga singular adimensional para contabilização das perdas localizadas;

• Status – Estado da conduta, OPEN, CLOSED, CV. Determina se a tubagem esta inicialmente aberta ou fechada ou se possui uma válvula de retenção.

O quadro 3 ilustra a correspondência entre os materiais e o ID, bem como os valores usados para o coeficiente de rugosidade (Henriques et al, 2006).

Quadro 3 – Valores usados para os diferentes materiais

Material ID Rugosidade Absoluta (mm)

PVC 1 0.003

Ferro Fundido Dúctil 2 0.26

Hostalene 3 0.003

Hidronil 4 0.003

No que respeita ao comprimento das tubagens este foi calculado automaticamente, seleccionando o tema “Condutas”, pelo ArcView através do menu

‘Utilitários’, ‘Calcula área e perímetro’.

Relativamente ao “status” das condutas estas foram definidas como estando todas abertas (OPEN), à excepção das condutas que tinham inicio dentro da zona de estudo e um fim fora da zona referida, isto é, não fazem parte do estudo que foram definidas como estando fechadas (CLOSED).

 Junções/Nós

Introduzimos os dados relativos ao tema “Juncoes” seleccionando-o, editou-se o tema através do menu ‘Theme’, ‘Start Editing’ e seleccionou-se a junção que se pretende caracterizar. A figura 18 representa a caixa de texto para introduzir os dados das junções da rede, neste caso da junção que aparece a amarelo.

Figura 18 - Entrada de dados no tema “Juncoes”

A introdução dos dados, neste tema, também deve obedecer a uma série de parâmetros. Neste sentido, os dados introduzidos seguem a seguinte linha de orientação:

• ID – atribuição de um código numérico;

• Elevation – cota topográfica a que se encontra a junção ou o nó, ou seja, é a cota em unidades de comprimento, em metros (m), acima de um determinado referencial comum;

• Demand – consumo base do nó, ou seja, é o valor médio ou nominal do consumo de água da categoria principal no nó, em litros por segundo (l/s);

• Pattern – identificação do padrão temporal para caracterizar a variação do consumo no nó com o tempo para a principal categoria de consumo no nó;

• Emittercoefficient – coeficiente de vazão do dispositivo emissor localizado no nó.

No presente trabalho, as cotas topográficas foram introduzidas com base nos ficheiros CAD fornecidos pela EMARVR. Nestes ficheiros as curvas de nível representadas de metro em metro foram base para a entrada de dados relativamente ao atributo “elevation”.

No que respeita ao caudal foram fornecidos os registos dos consumos médios diários do reservatório da zona do Pisco. Tendo estes consumos médios diários determina-se o consumo em litros por segundo por habitante.

Será importante referir que em relação ao atributo “pattern” não foi definido nenhum padrão temporal para o consumo aceitando o padrão assumido por defeito, pois o software assume um padrão temporal por defeito. Relativamente ao campo

“emittercoefficient” como na rede em estudo não existem dispositivos emissores do

tipo orifício (por exemplo: aspersores) não foi necessário simularmos os nós como tal, Sendo assim, neste campo não foi assumido qualquer valor.

 Válvulas

Na rede de distribuição do presente trabalho só existem dois tipos de válvulas, de seccionamento e redutoras de pressão. No EPANET 2.0, as válvulas de seccionamento são modeladas na conduta através do campo “status”, definindo, assim, se a conduta se encontra fechada ou aberta, dispensando, portanto, a sua representação para a construção do modelo. Por sua vez, as válvulas redutoras de pressão são simuladas por um troço que une dois nós pois, neste software, as válvulas são representadas como troços que unem nós. Convém salientar, que na rede em questão existem três válvulas redutoras de pressão (VRP’s), a saber:

• VRP de Abambres (activa);

• VRP do Bairro do Marrão (activa); • VRP do Codessais (desactiva).

Figura 19 – Válvulas Redutoras de Pressão do Pisco

Será importante referir, que das três VRP’s instaladas no sistema do Pisco, a VRP do Codessais foi desactivada pelos técnicos da entidade gestora, EMARVR, não se encontrando portanto em funcionamento. As restantes VRP’s, de Abambres e do Bairro do Marrão estão em pleno funcionamento.

O modelo criado no ArcView não permite modelar as válvulas redutoras de pressão. Sendo, as VRP’s representadas por um troço no modelo do EPANET 2.0, no local das mesmas não foi representado nenhum troço para modelar as VRP’s no ArcView. Estas foram modeladas directamente no EPANET 2.0, antes da simulação, processo que será descrito mais à frente no trabalho.

Como já foi dito anteriormente as válvulas de seccionamento não são necessárias para a simulação, no entanto, procedeu-se, também, à sua representação para ficarem cadastradas. Neste sentido, a entrada de dados efectuou-se do mesmo modo que os outros temas descrito anteriormente, mas, desta vez e como é evidente, seleccionando o

tema “Válvulas”. Na figura 20 representa-se a caixa de texto que aparece depois de seleccionar a válvula que se pretende caracterizar, assinalada a amarelo.

Figura 20 - Entrada de dados no tema “Valvulas”

Neste tema, a entrada de dados deve, também, obedecer a uma série de parâmetros, tais como:

• ID – atribuição de um código numérico;

• Elevation – cota topográfica a que se encontra a válvula ou o nó, ou seja, é a cota em unidades de comprimento, em metros (m), acima de um determinado referencial comum;

• Diameter – diâmetro nominal da válvula, valor inteiro em milímetros (mm);

• Type – tipo de válvula, os tipos de válvulas válidos seguem no quadro seguinte. No Quadro 3, abaixo apresentado, representa a terminologia para os vários tipos de válvulas possíveis de modelar;

• Setting – parâmetro de controlo da válvula. O preenchimento deste campo depende do tipo de válvula em questão que seguem no quadro seguinte, Quadro 4;

• Minorloss – coeficiente de perda de carga singular adimensional.

Relativamente às cotas topográficas das válvulas foram introduzidas tendo em conta as cotas topográficas inseridas nos nós. Ou seja, como as válvulas são introduzidas nos nós teve-se de garantir que a válvula tem a mesma cota do que o nó correspondente.

Os diâmetros das válvulas foram introduzidos com base nos ficheiros CAD e, como é evidente, tendo em conta os diâmetros das tubagens que estas servem.



A entrada de dados para o reservatório efectuou-se seleccionando o tema

“Reservatórios” e repetindo o processo supra descrito. A figura 21 ilustra a caixa de

texto que aparece depois de efectuado o processo para a introdução dos dados do reservatório.

Reservatório

A entrada de dados também obedece-se a uma série de parâmetros, tais como: • ID – atribuição de um código numérico;

• Head – nível de água, isto é, carga hidráulica (cota mais altura piezométrica) no reservatório de nível fixo, em metros (m);

• Pattern – identificação de um padrão temporal utilizado para modelar a variação da carga hidráulica com o tempo no reservatório de nível fixo. A altura piezométrica no reservatório foi introduzida com base na informação recolhida na EMARVR e a cota topográfica com base nos ficheiros CAD do cadastro, introduzindo-se assim, a carga hidráulica do reservatório que abastece a rede.

Em relação ao padrão temporal não foi definido nenhum padrão assumindo-se que o nível do reservatório não varia com o tempo.