Resumo

As ameaças causadas por transiente hidráulico é um dos principais problemas enfrentados nos sistemas de água brasileiros. O artigo consiste na análise de transiente hidráulico uma adutora pertencente ao Sistema de Abastecimento Integrado de Curitiba e Região Metropolitana, a qual sofreu alteração de suas condições de contorno durante seu período de operação, sendo avaliados três cenários de estudo: a) condição inicial da linha, conforme concepção do projeto original; b) intervenção realizada durante a operação da linha; e, c) proteção ao sistema para nova condição de operação.
O estudo de caso confirma a necessidade de análise criteriosa do transiente hidráulico para qualquer tipo de modificação nas condições de contorno de um sistema existente, a fim de avaliar a eficiência dos dispositivos já instalados e a necessidade de implantação de dispositivos específicos para nova condição.

Introdução

As ameaças causadas por transiente hidráulico juntamente com o alto custo de energia, escassez de água, vazamento contínuo e frustação dos clientes são os principais problemas enfrentados nos sistemas de água brasileiros.

O fenômeno de transiente hidráulico é definido como um fluxo instável, que é transmitido com uma onda de pressão no sistema de tubulações (CHAUDRY, 1979). Para Wylie e Street (1993), escoamento em regime permanente é aquele no qual não há variação das condições em qualquer ponto com o tempo, já em escoamento transiente as condições do escoamento irão sofrer variações com o tempo.

Em geral, qualquer perturbação gerada na água durante uma mudança nas condições de fluxo estacionárias iniciará uma sequência de pressões transitórias no sistema de abastecimento de água. Os distúrbios normalmente originam-se de mudanças ou ações que afetam dispositivos hidráulicos ou condições de contorno, como: partida ou desligamento de bomba, abertura ou fechamento de válvulas, válvula de retenção, mudanças entre outros. (WOOD, 2005).

De acordo com Karney & McInnis (1990), as condições transitórias podem romper tubulações diretamente por pressão excessiva ou podem explorar uma fraqueza existente, como corrosão, pressões de terra, falhas de construção, para danificar o tubo indiretamente.

Se as pressões forem excessivamente elevadas, a pressão suportada pela adutora pode ser excedida, causando: falhas na tubulação, ruptura das juntas ou movimento nas conexões, os quais podem resultar em vazamento. Já, se ocorrerem condições de pressão sub-atmosférica, o risco de colapso da linha é maior para alguns tipos de materiais, diâmetros e espessuras de parede. Mesmo que a tubulação não colapse, se a pressão na tubulação for reduzida a pressão de vapor do líquido, pode ocorrer separação da coluna, podendo causar flexão, que pode danificar o revestimento das tubulações, e em casos mais críticos, o rompimento da tubulação (WALSKI e KOELLE, 2003).

O objetivo do presente artigo consiste na análise do transiente hidráulico de uma adutora existente em sua concepção de sistema original e com alterações realizadas durante a operação da mesma.

Autores: Mariele de Souza Parra Agostinho e Juliana Seixas Pilotto.