{"id":121563,"date":"2024-06-27T11:18:37","date_gmt":"2024-06-27T14:18:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/?p=121563"},"modified":"2024-07-16T14:22:33","modified_gmt":"2024-07-16T17:22:33","slug":"por-jose-eduardo-cavalcanti-modelagem-hidraulica-para-rede-de-esgotos-openflows-sewer-da-bentley","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2024\/06\/27\/por-jose-eduardo-cavalcanti-modelagem-hidraulica-para-rede-de-esgotos-openflows-sewer-da-bentley\/","title":{"rendered":"Por Jos\u00e9 Eduardo Cavalcanti \u2013 Modelagem hidr\u00e1ulica para rede de esgotos: OpenFlows Sewer, da Bentley"},"content":{"rendered":"

A modelagem hidr\u00e1ulica com a utiliza\u00e7\u00e3o de softwares \u00e9 uma ferramenta que pode ser utilizada para se saber como um sistema existente de coleta de esgotos sanit\u00e1rios est\u00e1 operando ou como um novo sistema projetado ou remanejado ir\u00e1 operar em termos hidr\u00e1ulicos.<\/p>\n

Solu\u00e7\u00f5es para modelagem hidr\u00e1ulica, tal como o OpenFlows SewerGEMS\/SewerCAD da Bentley, permite dimensionar coletores de redes finas, interceptores, sif\u00f5es invertidos, emiss\u00e1rios; simular o recebimento de novas cargas hidr\u00e1ulicas (esgoto sanit\u00e1rio \u00e1guas pluviais e infiltra\u00e7\u00f5es) ao longo da rede; identificar sistemas em que haja sobrecargas ocasionando lan\u00e7amentos que precisam ser remanejados ou direcionar a deriva\u00e7\u00e3o para outro conduto avaliando-se se este coletor teria capacidade para tanto.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Este modelo pode tamb\u00e9m estudar redes pressurizadas (linhas de recalque), definir regras de opera\u00e7\u00e3o, bem como selecionar melhor conjunto de bombas em elevat\u00f3rias propiciando uma avalia\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica, assim como desenvolver estudo da qualidade da \u00e1gua como a forma\u00e7\u00e3o de g\u00e1s sulf\u00eddrico na rede e sua dispers\u00e3o no sistema.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

A vers\u00e3o mais atualidada do OpenFlows Sewer, conhecida como 2024 ou 24.00.01.05 \u00a0\u00e9 suportada para rodar no Windows 10, Windows 11 e no Windows Server 2019 e 2022.<\/p>\n

Este modelo pode ter diferentes tipos de c\u00e1lculo de acordo com a varia\u00e7\u00e3o do tempo, como a modelagem em estado est\u00e1tico (steady state) (quando o tempo n\u00e3o varia) utilizado em projetos normalmente indicados para condi\u00e7\u00f5es extremas como se fosse uma foto do sistema em determinado tempo.<\/p>\n

No OpenFlows SewerCAD \u00e9 dispon\u00edvel apenas um m\u00e9todo num\u00e9rico de c\u00e1lculo, (Convex, tanto para estado est\u00e1tico como para per\u00edodo estendido) enquanto no SewerGems s\u00e3o dispon\u00edveis 4 op\u00e7\u00f5es (Impl\u00edcito, Expl\u00edcito, GVF Convex e GVF Rational), podendo o usu\u00e1rio selecionar o mais adequado \u00e0 situa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Para sistemas onde h\u00e1 ciclos de bombeamento, o mais indicado \u00e9 o Convex que separa o sistema em sub redes tanto por gravidade, usando o Routing GVF Convex, como pressurizada, usando as equa\u00e7\u00f5es do gradiente hidr\u00e1ulico tanto em estado est\u00e1vel como em per\u00edodo estendido.<\/p>\n

Com o modelo hidr\u00e1ulico montado, atrav\u00e9s dos dados de entrada (inputs) dados da rede como as propriedades f\u00edsicas, topologia, carregamentos, \u00e9 poss\u00edvel determinar a hidr\u00e1ulica da rede como fluxo, perda de carga, velocidade, l\u00e2mina de \u00e1gua, n\u00edveis dentro nos po\u00e7os de visita, c\u00e1lculos energ\u00e9ticos etc (outputs).<\/p>\n

Nestes c\u00e1lculos s\u00e3o utilizadas equa\u00e7\u00f5es para GVF \u2013 Fluxo Gradualmente Variado, (m\u00e9todo Convexo) com op\u00e7\u00e3o para modelagem com per\u00edodo estendido em que o tempo apesar de variar utilizam-se estas mesmas equa\u00e7\u00f5es para c\u00e1lculo hidr\u00e1ulico, configurando-se o estado n\u00e3o est\u00e1tico (fluxo variando), e para o c\u00e1lculo do Routing, ou seja, a din\u00e2mica do sistema usando o m\u00e9todo Convexo (tempo de trajeto do fluido versus hidrograma). O solver Convex para GVF \u00e9 indicado para sistemas em que haja bombas com ciclo de funcionamento como liga-desliga.<\/p>\n

No OpenFlows SewerGEMS al\u00e9m do solver GVF – Convex (SewerCAD), apresenta 4 motores num\u00e9ridos adicionais, que permitem o c\u00e1lculo din\u00e2mico por equa\u00e7\u00e3o de onda din\u00e2mica (equa\u00e7\u00e3o de Saint-Venant) denominados, Impl\u00edcito (desenvolvido pelo SewerGEMS), Expl\u00edcito (desenvolvido pela EPA), simula\u00e7\u00e3o din\u00e2mica 2D e m\u00e9todo raciona (modo est\u00e1tico somente).<\/p>\n

Para mais informa\u00e7\u00e3o leia este blog da Bentley Systems:<\/p>\n

https:\/\/blog.bentley.com\/software\/openflows-sewergems-solvers-part-1-choosing-the-right-solver-for-your-stormwater-network\/<\/a><\/p>\n

https:\/\/blog.bentley.com\/software\/openflows-sewergems-solvers-part-2-choosing-the-right-solver-for-your-wastewater-network-and-combined-systems\/<\/a><\/p>\n

O solver Impl\u00edcito baseado no modelo da US National Weather Service (FLDWAY) usa a equa\u00e7\u00e3o de Saint-Venant para por\u00e7\u00f5es de rede com l\u00e2mina livre ou fluxo pressurizado. Calcula tamb\u00e9m fluxos din\u00e2micos exceto simula\u00e7\u00e3o est\u00e1tica.<\/p>\n

O solver Expl\u00edcito, baseado no modelo do SWMM, usa a mesma equa\u00e7\u00e3o para por\u00e7\u00f5es de rede com l\u00e2mina livre ou fluxo pressurizado. Pode ser aplicado para redes sem muito impacto de vaz\u00f5es bombeadas.<\/p>\n

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As equa\u00e7\u00f5es utilizadas nos c\u00e1lculos hidr\u00e1ulicos s\u00e3o a equa\u00e7\u00e3o de Manning, f\u00f3rmula de Kuttler\/Chezi, equa\u00e7\u00e3o de Darcy-Weisbach, Hazen Williams e equa\u00e7\u00e3o de Saint-Venant. Tamb\u00e9m \u00e9 feito a checagem do dimensionamento por tens\u00e3o trativa em condutos livres. (apenas para o GVF Convexo).<\/p>\n

A navega\u00e7\u00e3o no OpenFlows SewerGEMS\/SewerCAD disponibiliza menus de modelagem onde se tem as ferramentas de modelagem.<\/p>\n

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No menu, s\u00e3o dispon\u00edveis: a janela de constru\u00e7\u00e3o de cen\u00e1rios (gerenciador de cen\u00e1rios), onde ficam organizados todas as suas simula\u00e7\u00f5es; o gerenciador de alternativas, onde s\u00e3o organizadas as informa\u00e7\u00f5es de simula\u00e7\u00f5es em grupos, como por exemplo: alternativa f\u00edsica (informa as propriedades f\u00edsicas da rede como di\u00e2metro, material, eleva\u00e7\u00e3o, etc.) e alternativa de carregamento sanit\u00e1rio, na qual s\u00e3o informadas as cargas hidr\u00e1ulicas.<\/p>\n

J\u00e1 as op\u00e7\u00f5es de c\u00e1lculo ir\u00e3o dizer como o cen\u00e1rio ser\u00e1 calculado, (c\u00e1lculo est\u00e1tico ou din\u00e2mico).<\/p>\n

Antes, por\u00e9m, de se iniciar o tra\u00e7ado da rede deve-se efetuar os ajustes das unidades de trabalho e de n\u00edveis de precis\u00e3o dos c\u00e1lculos.<\/p>\n

O tra\u00e7ado de rede \u00e9 feito com a inser\u00e7\u00e3o dos elementos componente da estrutura do modelo hidr\u00e1ulico, de forma avulsa ou em cadeias (elementos modais (n\u00f3s) seguidos de lineares), soltos ou n\u00e3o, como conduto, canal, tubo pressurizado, ramal, po\u00e7o de visita, sec\u00e7\u00e3o transversal, bomba, po\u00e7o molhado, sa\u00edda de rede (lan\u00e7amento) e outros.<\/p>\n

Na janela de propriedades dos elementos pode-se digitar os dados de entrada como (informa\u00e7\u00f5es dos atributos) como cotas (terreno, coletor, fundo do po\u00e7o de visita), carga (vaz\u00e3o), di\u00e2metro, material, coeficiente de rugosidade, extens\u00e3o.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Com estes dados pode-se visualizar o perfil hidr\u00e1ulico longitudinal da rede com as linhas piezom\u00e9trica e de energia com as informa\u00e7\u00f5es atrav\u00e9s da rodagem, com base no c\u00e1lculo est\u00e1tico, usando o GVF Convex, caracter\u00edstico do OpenFlows SewerGEMS, que \u00e9 o m\u00e9todo de ondas din\u00e2micas para o c\u00e1lculo do routing da rede em estado est\u00e1vel (sem varia\u00e7\u00e3o do tempo).<\/p>\n

Na janela de propriedades pode-se ver o resultado ao longo do tubo. Tem se as velocidades e as alturas da l\u00e2mina de \u00e1gua em 3 pontos, al\u00e9m da altura da l\u00e2mina de \u00e1gua normal, isto \u00e9 a l\u00e2mina calculada para o fluxo uniforme em que n\u00e3o h\u00e1 varia\u00e7\u00e3o de altura. Por outro lado, \u00e9 poss\u00edvel habilitar o c\u00e1lculo sem variar a l\u00e2mina (a fim de que ela fique constante), nas op\u00e7\u00f5es de c\u00e1lculo podendo-se alterar o m\u00e9todo para an\u00e1lise da capacidade. Neste caso, reabrindo-se o perfil, v\u00ea-se que a l\u00e2mina est\u00e1 constante e a velocidade correspondente ao fluxo, uniforme.<\/p>\n

No GVF Convex, a equa\u00e7\u00e3o utilizada para conduto aberto \u00e9 a de Maning e, para condutos for\u00e7ados, a equa\u00e7\u00e3o de Hazen Williams, embora haja op\u00e7\u00f5es para se utilizar de outras equa\u00e7\u00f5es alternativas.<\/p>\n

Conclu\u00eddo os c\u00e1lculos hidr\u00e1ulicos resta fazer a integra\u00e7\u00e3o do OpenFlows Sewer com o modelo BIM do OpenSite Designer ou do Open Roads Designer.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Estas plataformas permitem modelar a rede de esgotos sanit\u00e1rios integrada ao ambiente CAD e tamb\u00e9m ao ambiente BIM. \u00c9 poss\u00edvel fazer ativa\u00e7\u00e3o das ferramentas das licen\u00e7as OpenFlows SewerGEMS\/CAD dentro da plataforma OpenRoad Designer\/ OpenSite Designer propiciando uma modelagem hidr\u00e1ulica da rede de esgotos integrada com topografia modelagem da realidade, geotecnia, projetos geom\u00e9tricos e de movimenta\u00e7\u00e3o de terra, bem como de outras redes subterr\u00e2neas (g\u00e1s, drenagem pluvial, rede de \u00e1gua e outras) para que se fa\u00e7a estudo de detec\u00e7\u00e3o de interfer\u00eancia do projeto da rede de esgotos com outras infraestruturas j\u00e1 existentes.<\/p>\n

Uma vez tendo esta integra\u00e7\u00e3o \u00e9 disponibilizada a ferramenta mement boundary para ajudar na extra\u00e7\u00e3o de desenhos com planta perfis e cortes.<\/p>\n

Fonte: Bentley – Douglas Miranda e Julio Issao Kuwagima<\/p>\n

________________________________________________________________________<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Jos\u00e9 Eduardo Cavalcanti \u00e9 engenheiro consultor, diretor do Departamento de Engenharia da Ambiental do Brasil, diretor da Divis\u00e3o de Saneamento do Deinfra \u2013 Departamento de Infraestrutura da Federa\u00e7\u00e3o das Ind\u00fastrias do Estado de S\u00e3o Paulo (Fiesp), conselheiro do Instituto de Engenharia, e membro da Comiss\u00e3o Editorial da Revista Engenharia. E-mail:\u00a0cavalcanti@ambientaldobrasil.com.br<\/a><\/p>\n

*Os artigos publicados com assinatura, n\u00e3o traduzem necessariamente a opini\u00e3o do Instituto de Engenharia. Sua publica\u00e7\u00e3o obedece ao prop\u00f3sito de estimular o debate dos problemas brasileiros e de refletir as diversas tend\u00eancias do pensamento contempor\u00e2neo<\/em><\/p>\n

Este artigo \u00e9 de exclusiva responsabilidade do autor.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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