Nova entrada para abastecimento

B uscou-se uma proposta de soluçã o que envolvesse a construçã o de um segundo ponto de abastecimento para a rede vindo do lado oeste. E ste ponto de entrada, visualizável na F igura 43, foi escolhido pela proximidade com a rede do G uajiru e por entender que a porçã o oeste da malha estudada é a que apresenta mais problemas de pressã o baixa.

F igura 43 - Nova entrada para abastecimento da rede do Guajiru.

F onte: desenvol vi da pel o autor ( 2017).

F oi escolhida para todo o percurso uma tubulaçã o de 100 mm de diâmetro de PV C , tendo extensã o total obtida no QGIS de 717,18 m.

O nó 5000, que faz parte de uma malha nã o pertencente à rede do G uajiru, teve cota definida pelo mesmo método adotado para os outros nós. C hegou-se à cota de 18,46 m.

O operador da rede de C aucaia informou que o ponto onde se localiza o nó 5000 tem carga de pressã o de aproximadamente 21 m.

C om base nessas informações, foi inserido no E PA NE T um R NF em substituiçã o ao nó 5000 com carga total de 39,46 m, resultado da soma da carga de pressã o e da cota topográfica, e um trecho reto conectando este R NF ao nó 120. O trecho tem extensã o, diâmetro e material iguais aos determinados acima.

C onsiderou-se que o nível da água no R NF modelado era constante, sem aplicaçã o de um padrã o temporal de variaçã o de pressã o.

Na F igura 44 é mostrado o novo modelo sob a interface do E PA NE T com o trecho que liga o novo R NF ao nó 120 (trecho fora de escala para facilitar a visualizaçã o):

F igura 44 - Modelo com nova entrada para abastecimento.

F onte: desenvol vi da pel o autor ( 2017).

Para este novo modelo, sem alteraçã o no diâmetro de trechos, o resultado da simulaçã o é mostrado na F igura 45:

F igura 45 - 1ª tentativa: resultados de pressã o correspondentes da simulaçã o à s 10:00.

J á que nã o foi eliminada a ocorrê ncia de baixa pressã o, foram selecionados os trechos que apresentavam perda de carga acima de 8 m por 1000 m de tubulaçã o (F igura 46):

F igura 46 - 1ª tentativa: trechos com perda de carga superior à 8 m por 1000 m de tubulaçã o para simulaçã o à s 10:00 (em vermelho).

F onte: desenvol vi da pel o autor ( 2017).

Os trechos selecionados tiveram diâmetro alterado de 50 para 100 mm e foi realizada uma nova simulaçã o, mas atestou-se que alguns nós permaneceram com pressã o abaixo de 10 mca (F igura 47):

F igura 47 - 2ª tentativa: pressã o ainda abaixo de 10 mca em alguns pontos.

A pós a segunda tentativa, foram novamente identificados os trechos com perda de carga superior à 8 m por 1000 m de tubulaçã o ( F igura 48). E stes tiveram seus diâmetros modificados de 50 para 100 mm:

F igura 48 - 2ª tentativa: trechos da rede com perda de carga superior à 8 m por 1000 m de tubulaçã o para simulaçã o à s 10:00 (em vermelho).

F onte: desenvol vi da pel o autor ( 2017).

F oi realizada uma terceira tentativa com nova simulaçã o e checagem de pressões à s 10:00. Os resultados apresentados indicaram um aumento de pressã o nos pontos deficientes.

A ssim, a soluçã o encontrada para sanar a deficiê ncia de pressã o na rede envolveu a construçã o de uma nova conexã o a oeste para abastecimento de água e ainda a alteraçã o ou duplicaçã o de alguns dos trechos da rede para compensar a maior perda de carga nestes causada pelo acréscimo de vazã o. F oi comprovado por meio de outra simulaçã o que esta duplicaçã o deve ser feita com tubulações de 100 mm, visto que 50 e 75 mm nã o seriam suficientes para eliminar as pressões abaixo de 10 mca.

V ale pontuar ainda que esta soluçã o reduz a velocidade de escoamento na porçã o norte da rede e aumenta na porçã o oeste, mas este efeito será assumido como aceitável.

Por fim, a implementaçã o de uma nova entrada torna o sistema mais robusto à s flutuações de pressã o no outro ponto de entrada.

Nas figuras 49 e 50 sã o mostrados os resultados de pressã o para a soluçã o adotada e os digramas de calor para o modelo novo e para o modelo antigo a fim de comparaçã o:

F igura 49 - 3ª tentativa: resultados de pressã o correspondentes da simulaçã o à s 10:00.

F onte: desenvol vi da pel o autor ( 2017).

F igura 50 - D iagramas de calor para resultados de pressã o na rede à s 10:00: modelo novo (à esquerda) e modelo antigo (à direita).

5 C O NC L USÃ O

A pesar de ser uma área bastante explorada no meio da engenharia, o projeto e a operaçã o de sistemas de abastecimento de água, notadamente das redes de distribuiçã o de água, sã o atividades complexas pela grande quantidade de parâmetros que variam rapidamente e pelos fenômenos físicos serem regidos por equações nã o lineares. Neste contexto, as ferramentas computacionais de modelagem e simulaçã o hidráulica sã o de grande ajuda.

E ste trabalho teve como objeto de estudo a rede de distribuiçã o de água no bairro Guajiru, em C aucaia, com a finalidade de construir um modelo hidráulico em ferramenta S IG, simulá-lo através do E PA NE T e assim realizar um diagnóstico que confirmasse ou nã o a informaçã o de baixa pressã o na oferta de água, por fim propondo uma soluçã o caso necessário.

Para tal, foram colhidos o cadastro técnico da rede, curvas de nível da regiã o, dados de consumo recentes, dados de macromediçã o de uma UT R e shapefiles de quadras e inscrições para QGIS.

A partir dos dados, o modelo foi construído em QGIS, com especificaçã o da rede em nós e trechos de acordo com os dados do cadastro e realizando as devidas correções. F oram calculadas as demandas nodais a partir das informações de consumo e os padrões temporais de demanda e pressã o de entrada na rede com base nos dados da UT R -56.

O modelo foi entã o transportado para o E PA NE T , onde o padrã o de demanda foi inserido e o nó mais ao norte foi substituído por um reservatório de nível fixo para simular a entrada de água na rede.

Os resultados de simulaçã o evidenciaram o problema de pressã o baixa na rede, com cerca de 25% dos nós apresentando pressões abaixo de 10 mca para a hora de menor consumo e 48 % para a hora de maior consumo. T ambém foi verificado que, devido principalmente à baixa demanda, as velocidades de escoamento nos trechos sã o em sua maioria menores que o limite mínimo de 0,6 m/s.

Uma segunda simulaçã o mostrou ainda que o sistema sofre grandes alterações ao considerar um padrã o temporal de pressã o de entrada na rede, apontando para sua falta de robustez para resistir à s possíveis variações.

Pela falta de dados de mediçã o na regiã o, o modelo nã o pôde ser quantitativamente comparado ao sistema real. E ntretanto, como ele obteve sucesso em simular as pressões baixas nas regiões mais críticas ( de maior cota), coerente à informaçã o vinda da

C A GE C E , entendeu-se que o modelo foi satisfatório. É importante destacar, no entanto, que o modelo ainda carece de calibraçã o tanto para a vazã o quanto para a rugosidade, etapas imprescindíveis para finalizaçã o do mesmo.

F inalmente, a soluçã o proposta aponta para a construçã o de uma nova conexã o de entrada de água na rede vinda a oeste, além da alteraçã o de diâmetro de 50 para 100 mm de alguns trechos próximos a esta nova entrada, ou duplicaçã o pela instalaçã o de trechos de 100 mm em paralelo, devido ao acréscimo de vazã o que escoará por estas tubulações.

E sta soluçã o proposta atendeu ao requisito de pressã o mínima para todos os pontos da rede, apesar de nã o solucionar o problema de baixas velocidades de escoamento, algo recorrente em redes de pequeno porte. A lém disso, a implantaçã o de um segundo ponto de abastecimento tem como efeito positivo tornar a rede mais robusta à s flutuações de pressã o de entrada.

R E F E R ÊNC I A S

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