Modelagem computacional da adutora de água tratada AAT.TAQ.010 para transitórios hidráulicos utilizando o software Allievi

Abstract

Estações de bombeamento, sejam de água ou esgoto, estão sujeitas a uma série de mudanças em suas condições de operação. As principais são: falha no fornecimento de energia elétrica, partidas e desligamentos. Quando essas mudanças ocorrem, perturbações são geradas no sis tema e, o fluido que antes se encontrava em regime permanente, agora se encontra sob a ação de um transitório hidráulico. Esse regime de escoamento representa um intervalo de tempo em que as condições do fluido se alteram, em especial as vazões e pressões. Os efeitos provocados por esse fenômeno po dem ser extremamente prejudiciais aos componentes do sistema, podendo levar ao colapso desses. A fim de minimizar os efeitos provocados pelo regime transitório, dispositivos de proteção podem ser instalados na rede. Dentre os dispositivos mais utilizados, estão: reservatório hi dropneumático (RHO), chaminé de equilíbrio, tanque alimentados unidirecional (TAU) e ventosas. O objetivo desse trabalho foi verificar a conformidade do dimensionamento da adutora de água tratada AAT. TAQ.010, localizada na Região Administrativa do Lago Norte, aos es forços gerados por transitórios hidráulicos. Ela já possui alguns dispositivos de proteção, tais como RHO’s e ventosas. Um dos métodos mais utilizados para o estudo de condutos forçados em regime transitório é o Método das Características (MOC). Ele permite que o transiente, inicialmente represen tado por equações diferenciais parciais não lineares, possa ser descrito por meio de equações explícitas, as quais podem ser facilmente implementadas em um código computacional. Um dos softwares que implementa essa solução é o Allievi, o qual foi desenvolvido pela Univer sidade Técnica de Valência. Utilizando esse software, a adutora AAT.TAQ.010 foi modelada para diferentes cenários. No primeiro, considerou-se que a linha de recalque não possuía nenhum dispositivo de pro teção, a fim de verificar as envoltórias de pressões máximas e mínimas às quais ela estava submetida. Nos demais cenários, foram simuladas diferentes combinações de dispositivos de proteção (tanques alimentadores unidirecionais, reservatórios hidropneumáticos e vento sas) ao longo da linha de recalque, a fim de verificar quais dispositivos geravam melhores resultados na proteção da adutora. Verificou-se que, no cenário em que não havia dispositivos de proteção, foram obtidas pres sões negativas e sobrepressões da ordem de 330 mca, valor superior à pressão máxima de serviço das peças e conexões da linha de recalque. Já nos demais cenários, concluiu-se que os reservatórios hidropneumáticos geraram os me lhores resultados, uma vez que eliminaram as pressões negativas e limitaram as pressões máximas a valores da ordem de 240 mca, as quais são suportadas tanto pelas tubulações quanto pelas conexões.