ESTUDO COMPARATIVO ENTRE TRÊS MÉTODOS SIMPLIFICADOS DE ANÁLISE DE TRANSIENTES HIDRÁULICOS EM LINHAS ADUTORAS DE ÁGUA POR BOMBEAMENTO

I-048 -  ESTUDO COMPARATIVO ENTRE TRÊS MÉTODOS SIMPLIFICADOS DE ANÁLISE DE TRANSIENTES HIDRÁULICOS EM LINHAS ADUTORAS DE ÁGUA POR BOMBEAMENTO

Raynner Menezes Lopes (1)

Doutorando em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (IPH/UFRGS). Professor da Faculdade de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Federal do Pará, Campus Universitário de Tucuruí (FAESA/CAMTUC/UFPA).

Marcelo Giulian Marques (2)

Doutor pelo Département de Génie Cívil na université Laval (1995) - Canadá. Professor Titular do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (IPH/UFRGS).

Thaise Daniele Paixão Teixeira (3)

Engenheira Sanitarista Ambiental (UFPA) e Engenheira de Segurança do Trabalho (ESTÁCIO).

Laize de Lucena Pereira (4)

Graduanda pela Faculdade de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Federal do Pará, Campus Universitário de Tucuruí (FAESA/CAMTUC/UFPA).

Davi Edson Sales E Souza (5)

Doutorando pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (PRODERNA-UFPA). Professor da Faculdade de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Federal do Pará, Campus Universitário de Tucuruí (FAESA/CAMTUC/UFPA).

Endereço (1): Laboratório De Engenharia Sanitária E Ambiental, Campus Universitário De Tucuruí. Rua Itaipu, número 36, Vila Permanente, Tucuruí - PA - CEP: 68464-000 - Brasil - Tel: [phone] - e-mail: [e-mail]

RESUMO

Em linhas adutoras de água por bombeamento, a ocorrência de transientes hidráulicos é um fator comum e que está ligada a qualquer alteração nas condições estacionárias de funcionamento do sistema. No entanto, certos acontecimentos, como o fechamento rápido de válvulas ou corte de energia elétrica do bombeamento, podem ocasionar transientes hidráulicos de forte intensidade. A propagação das ondas de pressão geradas pode, então, danificar a tubulação e, por vezes, colocar todo o sistema em risco. O objetivo deste trabalho é utilizar métodos simplificados de análises para estimativas de pressões extremas e assim, mesmo com poucas informações, contribuir para a decisão do projetista ainda na fase de concepção do projeto.  Os resultados expressam o parecer de cada método utilizado e norteiam o projetista a escolher o que mais for coerente ao seu projeto, endossando assim a importância deste seu estudo.  

PALAVRAS-CHAVE: Golpe de aríete, Método Mendiluce, Adução, Método Allievi, Método Tassinari.

INTRODUÇÃO

A análise de transitórios hidráulicos em uma linha adutora deve ser realizada em diferentes etapas do estudo e/ou projeto (concepção, projeto básico, projeto executivo), compreendendo desde a avaliação preliminar até a fase de detalhamento executivo (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2017).

Na fase inicial, isto é, no estudo de concepção de uma linha de adução de água, é comum não se ter conhecimento de todos os parâmetros necessários para a análise de transientes por meio de softwares de modelagem matemática, que envolvam métodos numéricos, como recomenda a NBR 12215-1/2017 da ABNT. Todo sistema de bombeamento requer um estudo de avaliação do golpe de aríete, a fim de determinar a localização de potenciais obstáculos do sistema e assim propor uma revisão do seu perfil e do planejamento de operação. Para que sejam definidas estratégias de controle efetivas, a fim de controlar situações extremas, deve-se identificar e calcular as pressões e velocidades às quais o sistema está sujeito, assim como qualquer comportamento atípico resultante da ocorrência de transientes hidráulicos.

Wood (2005) evidencia que a análise do golpe de aríete não recebe, na maioria das vezes, a atenção necessária nos currículos de engenharia, assim como nos projetos de sistemas de bombeamento, os quais requerem considerações de segurança contra golpes tanto na concepção do seu design quanto durante a operação ao longo de sua vida útil. A estimativa da severidade dos efeitos sobre o sistema durante o regime transiente permite a adequação dos projetos às cargas adicionais e, consequentemente, à definição dos materiais necessários, influenciando diretamente sobre os custos da instalação.

Conseguinte é obrigatória a análise da possibilidade de ocorrência do golpe de aríete em adutoras, isto, pois as consequências são irreversíveis e podem ser agressivas além de muito custosas para o sistema de abastecimento, define a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1991). Diante disso, é de grande importância que a identificação dos pontos críticos do sistema seja realizada durante a etapa de concepção do projeto. Existem diversos métodos de análise de transientes hidráulicos que, em sua maioria, requerem auxílio computacional para resolução.

Entretanto há diversas formas de se proteger os sistemas quanto à ocorrência de transientes hidráulicos e um grande número de técnicas e dispositivos anti-golpe são utilizados com este fim. Visto isso este trabalho utilizou-se de três métodos simplificados para análises de transientes, sendo eles o método de Mendiluce, que é clássico, preza a segurança e muito citado nas biografias pertinentes. O método de allievi que propôs que a celeridade poderia ser calculada em função do diâmetro da tubulação, espessura dos tubos e material de construção, e um novo método recomendado por Tassinari (2017) que é expresso por um conjunto detalhado de expressões aplicados em três pontos fazendo-se assim, as envoltórias desse método não lineares, e as pressões decaem menos ao longo da linha de adução.

OBJETIVO

Estudar três métodos simplificados de análise de transientes hidráulicos, destacando seus pontos positivos e limitações, para que essas informações auxiliem na tomada de decisão de projetistas quanto ao método mais apropriado para o estudo inicial (concepção) das linhas adutoras.

MATERIAIS E MÉTODOS

No presente estudo, foram utilizados três métodos de análise simplificada de transientes hidráulicos, sendo eles, o método de Mendiluce, o método de Allievi e um novo método proposto por Tassinari (2017).