Análise de dados de transientes obtidos por instrumentação em sistema de recalque de água na cidade de Porto Alegre

Abstract

Os sistemas de abastecimento de água tratada são constituídos por uma série de elementos, como tubulações, reservatórios, estações elevatórias, entre outros. Para a adequada operação e controle destes sistemas é necessário que sejam instalados dispositivos para avaliar as grandezas hidráulicas, tais como velocidades, vazões e pressões. Estes sistemas de recalque possibilitam o transporte da água tratada de um ponto inferior para um superior, através de bombeamento. O trabalho apresenta a instrumentação utilizada em sistemas de recalque de água tratada, e analisa os dados obtidos. No desenvolvimento desta pesquisa foram instrumentadas três tubulações de recalque pertencentes a duas estações elevatórias da cidade de Porto Alegre. Em cada tubulação de recalque foram realizadas medições em dois pontos, sendo um em uma estação pitométrica, localizada fora das estações elevatórias, e outro próximo das bombas, junto aos manômetros. Na estação pitométrica se realizou a medição da pressão e da vazão bombeada, já na elevatória, apenas, pressão do recalque. Devido a existência de inúmeras formas de instrumentação, para o trabalho, se optou pela utilização de datalogger de pressão e de vazão, este, combinado com tubo pitot. O período de avaliação dos dados medidos é de 01 a 23 de agosto de 2021, sendo analisados diferentes períodos para cada tubulação de recalque. Durante este intervalo não foram observados comportamentos inesperados, como a ocorrência de transientes não programados. A partir da análise dos dados obtidos, foi possível observar que os transientes hidráulicos registrados ocorreram devido ao desligamento e acionamento de grupo motor/bomba. No momento de um desligamento ocorre o fechamento da válvula de retenção, que evita o fluxo contrário da água e com o um choque maior da coluna líquida na bomba. E como há o fechamento, acontece a subpressão no primeiro momento, com o primeiro choque, e logo em seguida a sobrepressão, devido a variação da velocidade de escoamento. As oscilações máximas de pressão foram de cerca de 147,8 mca, 80,6 mca e 89,6 mca em cada uma das tubulações de recalque instrumentadas. Ao comparar os valores instrumentados com a equação simplificada de Joukowski, se observa que os valores máximos medidos foram bem inferiores aos obtidos pela equação e os valores mínimos foram maiores que os calculados, já que os sistemas de recalque instrumentados contam pelo menos com válvula de retenção, que reduz as oscilações de pressão.