Uma vez que a construção do modelo já permite que se realizem análises ao comportamento hidráulico da rede, já nos encontramos com uma versão base do modelo passível de ser analisada, desenvolvida e calibrada.
Construção, Desenvolvimento e Calibração do sistema
75 Iniciou-se a análise pelas pressões, definindo numa primeira fase os intervalos de pressões legalmente estabelecidos pelo RGSPPDADAR no seu Artigo 21º e convertida para metros coluna de água.
Pressão (𝒎. 𝒄. 𝒂)
𝑝𝑚𝑖𝑛= 10 + 4×𝑛 (𝑚. 𝑐. 𝑎) 𝑝𝑚𝑎𝑥= 60 (𝑚. 𝑐. 𝑎)
Em que: n - número de pisos servidos acima do solo.
(eq.16)
Utiliza-se a equação 16 para se calcular a pressão necessária ao nível do solo, em função do número de pisos de cada infraestrutura.
Os intervalos intermédios a se considerar nesta modelação, corresponde à pressão mínima para edificações só com 1 piso (R/C = 14.0 m.c.a), o valor intermédio para construções com 3 pisos acima do solo (R/C + 2 = 22.0 m.c.a) outro valor intermédio para infraestruturas com 6 pisos acima do solo (R/C + 5 = 34.0 m.c.a) e o valor máximo regulamentar de 60.0 m.c.a. Os intervalos de pressões a considerar pelo software são editados através do separador
“View-Legend-Modify-Node” que resulta na janela visível na Figura 50.
Figura 50 - Intervalos de pressões mínimas e máximas a considerar pelo software
Seguidamente analisou-se o sistema à hora de maior consumo (08:00), uma vez que será a esta hora que, teoricamente, se verificarão as pressões mais baixas. Uma vez realizada a análise dos resultados concluiu-se que neste modelo base as pressões resultantes são todas superiores à pressão máxima regulamentar de 60 m.c.a..
Este facto é, muito provavelmente, resultante da topografia acidentada da zona analisada, que resulta em grandes diferenças de altitudes, entre o ponto de energia e os pontos de consumo, dando origem a cargas piezométricas bastante elevadas, mas também por estar- se a estudar um caso particular de uma rede muito extensa, desconsiderando as perdas contínuas e localizadas de energia existentes a montante do arruamento em estudo, os resultados podem ser observados na Figura 51 e têm consulta possível no Anexo 12.
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77 Posteriormente analisam-se as velocidades verificadas ao longo das tubagens, neste modelo base, sendo essencial referir que, esta análise de velocidades será realizada para os caudais de ponta instantâneos, e não para os caudais de ponta no horizonte de projeto da infraestrutura, como sugere o regulamento vigente, sendo, portanto, uma análise meramente indicativa e de observação possível na Figura 52.
Capítulo 4
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Assim sendo, considerou-se o Artigo 21º do RGSPPDADAR que enuncia que a velocidade mínima para o caudal de ponta toma o valor de 0.3 m/s, e que a velocidade máxima em m/s é calculada através da equação 17.
Velocidade máxima (𝒎/𝒔)
𝑣𝑚𝑎𝑥= 0.127×𝐷𝑖0.4
Em que:
𝐷𝑖 - diâmetro interno da tubagem em mm.
(eq.17)
Só se analisam as velocidades para a hora de maior consumo, uma vez que nas horas de menor solicitação à infraestrutura de distribuição, as velocidades serão sempre inferiores às verificadas nas horas de ponta.
Exportaram-se os valores das velocidades de todas as condutas, à exceção das condutas destinadas ao combate a incêndios, devido ao fato de as mesmas estarem fechadas uma vez que se admite a não simultaneidade com os outros consumos, logo a velocidade nestas tubagens, nesta análise, é nula.
Numa análise aos resultados, de consulta possível no Anexo 13, verificou-se que em 20.0 % das condutas distribuidoras, a velocidade verificada para o caudal de ponta, é superior ao recomendado pela legislação em vigor.
A fase seguinte consiste em analisar os diâmetros existentes na rede e compará-los aos diâmetros mínimos legislados.
Os diâmetros mínimos serão analisados em função do tipo de conduta, uma vez que para as diferentes funções que as mesmas podem desempenhar no sistema, o diâmetro mínimo também varia consoante.
Assim sendo catalogaram-se as condutas nas classes de tubagens distribuidoras, ramais de ligação ou tubagens destinadas ao combate a incêndios.
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79 Partindo do pressuposto que a zona de abastecimento em análise, como já foi abordado anteriormente, assegura o fornecimento de água a uma população de 5000.0 consumidores, o Artigo 23º do RGSPPDADAR define para as condutas distribuidoras um diâmetro mínimo de 60.0 mm, no entanto como o serviço de combate a incêndios é assegurado pela rede pública, através da conduta principal no nosso modelo, o seu diâmetro nominal mínimo toma o valor de 100.0 mm.
As condutas distribuidoras na Figura 53 estão representadas pela cor vermelha (conduta principal com diâmetro nominal de 160.0 mm) e pela cor verde (conduta secundária com um diâmetro nominal de 90.0 mm) logo superiores ao mínimo regulamentado.
Os ramais de ligação, de acordo com o RGSPPDADAR, devem ter um diâmetro mínimo de 20.0 mm, sendo naturalmente os diâmetros mais pequenos de todo o sistema de abastecimento público, como o diâmetro nominal mais pequeno, de acordo com as plantas, tem o diâmetro de 25.0 mm, também os diâmetros mínimos para os ramais de ligação são cumpridos.
Restam as tubagens reservadas para o combate a incêndios, a serem avaliadas de acordo com o Artigo 56º do RGSPPDADAR, que define os diâmetros mínimos para os ramais de alimentação de hidrantes.
De acordo com o regulamento os diâmetros nominais mínimos dos ramais de alimentação de hidrantes são de 45.0 mm para bocas de incêndios e de 90.0 mm para marcos de água. No decurso deste estudo verificou-se que as infraestruturas destinadas ao combate de incêndios na Avenida da Nova Cidade são três marcos de água. O ramal de alimentação do primeiro situa-se na entrada norte do arruamento secundário, representada no modelo pela conduta 59, o segundo em frente ao supermercado, representado pela conduta 58 e o terceiro situa-se junto ao centro de saúde, representado pela conduta 65.
Todos os ramais de alimentação destes marcos de água têm 90.0 mm portanto verificam o diâmetro nominal mínimo regulamentar.
Na análise deste modelo base verificou-se a existência de algumas situações que terão de ser corrigidas, para adequar esta simulação à regulamentação em vigor, nomeadamente em termos de pressões e velocidades limites.
Isto dever-se-á ao facto de se estar a analisar um caso particular de uma rede de distribuição muito extensa, e de se ter modelado o ponto de energia imediatamente a montante do início do arruamento em estudo, desconsiderando toda a rede que se encontra entre, o ponto mais a montante do arruamento e o reservatório de serviço, e que, devido à existência de inúmeros órgãos de distribuição, regulação, manobra e segurança, a montante do arruamento em estudo, iriam alterar as condições hidráulicas de entrada no sistema em análise.
Para contornar esta situação, realizaram-se algumas alterações ao modelo base, de modo a enquadrarmos corretamente o sistema em análise com o regulamento em vigor.