Desenvolvimento do modelo computacional do sistema em pressão do LHRHA para estudo de fugas e perdas

Abstract

A escassez de água doce, aliado ao crescimento da população constitui um grave problema com o qual as sociedades atuais se debatem. Desta forma, a eficiência dos sistemas de abastecimento de água mostra-se cada vez mais essencial para dar resposta a este e a outros problemas. Actualmente, os volumes de água perdidos nos sistemas de abastecimento são inquietantes para a maioria das entidades responsáveis por este serviço porque diminuem a eficiência dos sistemas e representam prejuízos avultados na ordem dos milhões de euros, a que se acrescem razões de sustentabilidade ambiental. As suas principais causas, consequências e formas de mitigação encontram-se expostas na revisão bibliográfica deste documento. A presente dissertação envolve a utilização de uma instalação experimental para o estudo de fugas situada no Laboratório de Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente, do Departamento de Engenharia Civil, da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, e divide-se em duas fases: na primeira, foi construído o modelo computacional da instalação experimental no EPANET e, posteriormente, foi calibrado com valores da pressão obtidos em ensaios experimentais. Para a calibração foi utilizada a abordagem “demand-driven analysis” em que os caudais são considerados independentes da pressão e os consumos nos nós são considerados sempre satisfeitos.A segunda fase consistiu na caracterização hidráulica de uma conduta de polietileno de alta densidade (PEAD) com orifícios. Para isso, foram realizados um conjunto de ensaios laboratoriais onde se variou o caudal e a pressão de serviço no sistema. De seguida, calculou-se o volume de água escoado por esses orifícios e estimaram-se os coeficientes de vazão que caracterizam as fugas em estudo.

The scarcity of fresh water combined with population growth is a serious problem that today's societies are struggling. In this way, the efficiency of water supply systems is increasingly essential to manage this and other problems. Nowadays, the volumes of Water losses in the supply systems are disturbing for the majoraty of responsible service entities because they represent a decrease of efficiency in this systems which cause financial damage. The main causes, consequences and mitigation forms are exposed at bibliographic review of this document. In this dissertation, which is divided in two phases, involves an experimental installation used for a study of leaks that is located in Laboratory of Hidraulics, Water Resources and Environment of Civil Engineering Department , Faculty of Science and Technology, University of Coimbra. First of all, it was created a computational model for the experimental installation at EPANET, and then it was calibrated with some pressure values obtained in experimental tests. For the calibration was used a “demand-driven analysis” approach where the flow rates are independent of pressure and the nodal consumptions are always considered satisfied.The second part consisted in the hydraulic caracterization of a HDPE pipe with holes. For that, it was performed a set of laboratory tests where the flow rate and the pressure was changed. Then, it was calculated the volume of Water drained through these holes and was defined the leakage coefficients.