CAPÍTULO 3 – METODOLOGIA DO TRABALHO
3.4 INTERFACE DO PROGRAMA TDO
Os passos para execução do dimensionamento de redes de distribuição abastecidas por múltiplos bombeamentos estão identificados pelos itens 1 a 8, na interface do programa Toolkit de Dimensionamento Otimizado (TDO), conforme ilustra a Figura 3.8.
Figura 3.8 - Interface principal do programa TDO 1 4 5 6 7 8 3 2
A aplicação do programa TDO inicia-se com o preenchimento das configurações do dimensionamento, dispostas do lado esquerdo da interface e identificadas pelo item 1 na Figura 3.8. O primeiro dado a ser atribuído pelo projetista de redes de distribuição de água é a pressão mínima. Esta restrição refere-se ao controle de pressão à que todos os pontos da rede estarão sujeitos ao final do dimensionamento. Em seguida são inseridas as informações para o cálculo do custo energético dos bombeamentos (sistema principal de impulsão e boosters). São elas: rendimento esperado do conjunto motor-bomba (%); vida útil, ou alcance, do projeto (anos); taxa de juros anual (% ao ano); taxa de aumento anual da energia elétrica (% ao ano); custo unitário médio da tarifa de energia elétrica ($/kWh); número de horas diárias de bombeamento (h/dia) e cota do nível d’água na origem (m).
No local identificado pelo item 2 na Figura 3.8, deve-se selecionar os dados dos tubos e o arquivo de rede “inp” modelado no EPANET. Na Figura 3.9 estão
exemplificadas duas tabelas de tubos, cada uma contendo o conjunto de diâmetros, rugosidades e custos por metro de tubulação, a serem utilizadas pelo programa TDO.
A barra de status, para acompanhamento do dimensionamento do programa TDO, possui três partes (colunas) e está identificada pelo item 3 na Figura 3.8. A primeira coluna é reservada para o nome da rede inp a ser dimensionada. A segunda coluna apresenta o status atual do dimensionamento. E a terceira coluna apresenta a barra de progresso/porcentagem do dimensionamento. Na Figura 3.10 estão dois exemplos da barra de status do programa TDO.
Figura 3.10 - Barra de status do dimensionamento do programa TDO
Após escolha do arquivo de rede “inp”, o programa TDO questiona se o usuário pretende inserir um ou mais boosters na rede (Figura 3.11).
Figura 3.11 - Confirmação de inclusão do booster na rede
Caso não se deseje inserir booster na rede, haverá apenas um bombeamento, o sistema principal de impulsão na origem. Esta configuração de rede foi apresentada na seção 3.2.3.b. O programa irá exibir a vazão total da rede (item 4 na Figura 3.8), e em seguida calcular e exibir o Fa (Equação 3.5) e Ge da origem (Equação 3.3), conforme
ilustra o item 5 na Figura 3.8. O programa TDO executa automaticamente o dimensionamento, gera o arquivo nomeado “Rede_Dimensionada_Sem_Booster.inp” e apresenta o relatório final do dimensionamento, conforme está identificado pelo item 6 na Figura 3.8.
Porém, caso se deseje inserir boosters na rede, uma nova tela é aberta para que seja digitado o trecho e setor onde eles serão inseridos, conforme mostra a Figura 3.12. Este tipo de configuração de rede dispõe de múltiplos bombeamentos e foi apresentada na seção 3.2.3.c. O programa gera um novo arquivo, nomeado “Rede_Com_Booster.inp”, e
em seguida é exibida a vazão total, a quantidade de boosters, a vazão na origem, a vazão dos boosters e as cargas hidráulicas dos boosters (Equação 3.15), conforme ilustra o item 4 na Figura 3.8. Depois é calculado e exibido o Fa (Equação 3.5), Ge da origem (Equação
3.3) e Ge do boosters (Equação 3.13), conforme mostra o item 5 na Figura 3.8.
Figura 3.12 - Localização do booster na rede
Dando continuidade, o programa executa os dois dimensionamentos (sem e com
booster), gerando os arquivos finais “Rede_Dimensionada_Sem_Booster.inp” e
“Rede_Dimensionada_Com_Booster.inp”, respectivamente. Por fim, é apresentado o relatório do dimensionamento otimizado, identificado pelos itens 6 e 7 na Figura 3.8. Neste relatório constam as informações de pressão mínima e máxima; velocidade máxima18; altura manométrica (Equação 3.7) e piezométrica do bombeamento na origem (Equação 3.8); custo de implantação das tubulações (Equação 3.6); custo energético do bombeamento na origem (Equação 3.9); custo energético dos boosters (Equação 3.12) e custo total da rede (Equação 3.11).
Os resultados dos dois dimensionamentos (sem e com booster) são comparados entre si, a fim de verificar a melhor solução entre os dimensionamentos (Figura 3.13).
Figura 3.13 - Melhor solução para redes de distribuição com múltiplos bombeamentos
18 A velocidade mínima não é apresentada no relatório final do TDO, pois de acordo com SILVESTRE
(1979), não é recomendável estabelecer limites mínimos para as velocidades nos sistemas de distribuição.
Dimensionamento da Rede Sem Booster:
Considera apenas a altura piezométrica otimizada do bombeamento na origem.
ou
Dimensionamento da Rede Com Booster:
Considera a altura piezométrica otimizada do bombeamento na origem, e as cargas hidráulicas
Desta forma, o programa identifica a melhor opção do dimensionamento e quanto de economia esta opção proporcionará ao projeto, conforme mostra o item 8 na Figura 3.8.
Por meio dos arquivos finais “Rede_Dimensionada_Sem_Booster.inp” e “Rede_Dimensionada_Com_Booster.inp” é possível simular a rede dimensionada no EPANET, e assim verificar os diâmetros ótimos de todos os trechos, as pressões nos pontos de consumo (nós da rede), as curvas dos boosters, entre outros parâmetros.
A interface do programa TDO para redes de distribuição de água que não possuem bombeamentos é bem simples, conforme ilustra a Figura 3.14. As redes que possuem este tipo de configuração são abastecidas por gravidade através de um reservatório elevado, com sua cota piezométrica na origem fixa, conforme discutido na seção 3.2.3.a.
Como não existe custo energético, consequentemente não há Ge, e o custo total do
sistema depende apenas do custo de implantação da rede de tubulações. Inicialmente deve- se preencher a pressão mínima requerida, identificada pelo item 1 na Figura 3.14.
Figura 3.14 - Interface do programa TDO para redes sem bombeamento
No local identificado pelos itens 2 e 3 na Figura 3.14, deve-se selecionar os dados dos tubos e o arquivo de rede “inp” modelado no EPANET, respectivamente. No local identificado pelo item 4 consta o nome da rede escolhida para ser dimensionada. O programa TDO executa automaticamente o dimensionamento da rede “inp”, gera o
arquivo final nomeado “Rede_Dimensionada_Sem_Bombeamento.inp” e apresenta o relatório final do dimensionamento no local identificado pelo item 5 na Figura 3.14. Neste relatório constam apenas as informações de pressão mínima e máxima; velocidade máxima e custo total da rede, que é igual ao custo de implantação das tubulações.
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