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Modelação de uma Rede de Distribuição de Água 34 Curva de rendimento: curva que relaciona o rendimento do grupo com o caudal bombeado; Curva de perda de carga: curva que relaciona a perda de carga (eixo das ordenadas), através de uma válvula genérica, com o caudal (eixo das abcissas). Padrões temporais Um Padrão Temporal permite produzir uma variação ao longo do tempo, de determinadas grandezas, através da aplicação de factores multiplicativos correspondentes a uma evolução temporal prédefinida. O passo de tempo utilizado, mesmo que as grandezas sejam diferentes, assume um valor fixo em todos os padrões. Em cada passo de tempo, o valor da grandeza mantém-se constante, sendo igual ao produto do seu valor nominal pelo factor multiplicativo do padrão respectivo a esse passo de tempo. Figura 21 – Exemplo de Padrão Temporal. Embora todos os padrões temporais tenham que utilizar o mesmo passo de tempo, cada um pode apresentar um número diferente de passos de tempo. Quando o tempo de simulação excede o número de passos de tempo de um padrão, o padrão temporal é reiniciado. Como exemplos de grandezas e situações que podem ser associadas a padrões temporais, temos: Consumo nos nós; Carga hidráulica num reservatório de nível fixo; Período de funcionamento de uma bomba; Entrada de um parâmetro de qualidade da água na rede. Controlos Os controlos constituem um conjunto de instruções que permitem proceder ao controlo do funcionamento da rede e seus componentes, de uma forma programada e automática. É possível fazer a monitorização do estado de troços seleccionados em função do tempo, alturas de água num reservatório de nível variável e valores de pressão em pontos específicos da rede. Existem duas categorias de controlos que podem ser utilizadas:
Modelação de uma Rede de Distribuição de Água Controlos Simples: alteram o estado ou as propriedades de um troço com base nos seguintes parâmetros: altura de água num reservatório de nível variável, pressão num nó, instante de simulação e instante do dia. Controlos com Condições Múltiplas: permitem que o estado e as propriedades dos troços dependam da combinação de um conjunto de condições que possam ocorrer na rede, após o cálculo das condições hidráulicas iniciais. 3.3. O MODELO DE SIMULAÇÃO HIDRÁULICA DO EPANET O módulo de simulação hidráulica do EPANET calcula a carga hidráulica nos nós e o caudal nos troços (para um conjunto fixo de níveis nos RNFs), as alturas nos reservatórios de nível variável e consumos para uma sucessão de pontos ao longo do tempo. Em cada passo de cálculo, os níveis de água nos reservatórios de nível fixo e os consumos nos nós são actualizados, de acordo com o padrão temporal que lhes está associado, enquanto que a altura de água no reservatório de nível variável é actualizada em função do caudal de saída. A solução para o valor da carga hidráulica e para o caudal num ponto particular da rede, em determinado instante, é obtida resolvendo em simultâneo a equação da continuidade (conservação da massa) para cada nó e a equação da conservação da energia para cada troço da rede. Este procedimento, designado por “Balanço Hidráulico” da rede, requer a utilização de técnicas iterativas para resolver as equações não lineares envolvidas. O EPANET emprega o “Método do Gradiente” para atingir este objectivo. O passo de cálculo hidráulico utilizado numa simulação dinâmica pode ser estabelecido pelo utilizador. Como valor usual adopta-se 1 hora. Passos de cálculo inferiores ao usual ocorrerão automaticamente sempre que ocorra um dos seguintes eventos: O próximo passo do relatório de resultados é atingido; O próximo passo de tempo do padrão é atingido; O reservatório de nível variável fica vazio ou cheio; Um controlo simples ou com condições múltiplas é activado. 3.4. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DO EPANET 3.4.1. EXEMPLO 1 De seguida apresenta-se um exemplo simples de aplicação do programa. Componentes da rede: RNF e tubagem (entre RNV e nó 1, L= 1.000 m, k=0.01 mm). Figura 22 – Componentes da Rede. 35
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