Título:
H-NetCAD: um sistema de projecto assistido por computador de redes urbanas de abastecimento de água
Resumo:
1. Caracterização funcional Com base em plataformas PC/Windows, o software H-NetCAD suporta, de uma forma interactiva, as fases de planeamento e de projecto de redes urbanas de abastecimento de água. O sistema está construído modularmente, por forma a cobrir as diferentes fases de planeamento e projecto, desde a caracterização demográfica, urbanística e industrial da zona, até ao cálculo e análise do comportamento da rede de distribuição de água, passando pelo dimensionamento de reservatórios e respectivas adutoras. Assim, uma rápida e segura definição das características de uma rede é alcançada através do recurso a mecanismos de análise que, fundamentados nos algorítmos adequados, permitem a simulação do seu comportamento em diferentes situações de carga. Como produto final deste trabalho interactivo, o sistema produz o apropriado relatório do projecto. 2. Estrutura A organização do software baseia-se na definição de quatro blocos funcionais fundamentais que, consequentemente, constituem os pontos de entrada no programa através de uma adequada representação por ícones,; (i) bases de cálculo, (ii) adução, (iii) reservatório e (iv) rede de distribuição. A unidade de projectobases de cálculo permite a caracterização populacional da zona em estudo e, a partir dela, a determinação de capitações, coeficientes de ponta e caudais, ao longo do horizonte temporal do projecto. Assim, é objectivo principal deste módulo a correcta projecção futura das necessidades de abastecimento decorrentes de uma adequada avaliação quantitativa a qualitativa da população residente, da actividade industrial na zona e do nível de requisito de combate a incêndio. Para o efeito, o software está organizado na forma de uma interface gráfica sofisticada, cuja complexa elaboração resultou da necessidade de conjugar factores de simplicidade de utilização, interactividade e flexibilidade. A função adução está organizada para o estudo económico da instalação adutora, visando a optimização dos respectivos custos, através do recurso a técnicas de programação linear e ao método simplex. Assim, para a escolha da solução do menor custo a adução é caracterizada pela introdução, de forma interactiva e flexível de informação sobre o tipo de adução (gravítica ou por bombagem), o perfil da conduta adutora e o respectivo material. Os diâmetros de conduta considerados são sempre os valores comerciais, os quais são adquiridos de ficheiros (comerciais) existentes ou inseridos durante a execução do programa. É criada, neste caso, uma nova base de dados com os diâmetros e custos por cada material. A função reservatório permite fazer o estuda da capacidade total de um reservatório de distribuição, tirando partido de diagramas de consumos domésticos pré definidos, ou, então, de um qualquer tipo de diagrama de consumos definido interactivamente durante a execução. Por último, o módulo de projecto de rede permite o cálculo do equilíbrio hidráulico de uma rede de distribuição em regime permanente. Assim, as redes podem ser modelizados tendo em consideração diferentes tipos de materiais para as condutas, bem como bombas hidráulicas, diversos tipos de válvulas (de retenção, seccionamento e redutoras de pressão) e outros tipos de acessórios. A entrada de dados é feita interactivamente, através da criação, numa folha de desenho, de um esquema da rede de distribuição ou, alternativamente, a partir de ficheiro pré-existente. Toda a topologia da rede, bem como as características dos acessórios, podem ser corrigidas ou alteradas em qualquer fase da introdução dos dados. A formulação utilizada para a resolução do sistema de distribuição é a formulação dos nós, usando-se para a sua resolução o método de Gessler (linearização das equações). Para a resolução do sistema de equações lineares resultante é utilizado o método do gradiente conjugado, com factorização completa de Cholesky. Conclusão Englobando a avaliação das necessidades de água, o estudo económico do sistema adutor, a determinação da capacidade do reservatório de distribuição e o cálculo e análise do comportamento do sistema de distribuição, o software H-NetCAD constitui uma ferramenta comprovadamente poderosa para o projecto e análise de redes urbanas de abastecimento de água.
Autores:
Francisco F. Francisco, José Alfeu A. de Sá Marques, Joaquim J.O. Sousa