Engo. Agro. José Luiz Viana do Couto
Uma das tarefas relativamente mais trabalhosas no dimensionamento de uma rede pressurizada de irrigação, principalmente quando se trata de um sistema em malhas ou anéis, é o cálculo dos diâmetros e das pressões. Melhor dizendo: era. Existe na internet um software norte-americano, para dimensionamento de redes de abastecimento d´água, agora traduzido para o português, o EPANET 2.0 (EPA de Environmental Protection Agency ou Agência de Proteção Ambiental), que pode ser baixado gratuitamente no site do Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento – LENHS da Universidade Federal da Paraíba, UFPB, no endereço abaixo:
http://www.lenhs.ct.ufpb.br/?page_id=32
Depois de configurado (ver roteiro a seguir) e inserida uma imagem de fundo com a planta-baixa dos lotes (Figura abaixo), o traçado da rede e sua alimentação com os dados de projeto, são tão intuitivos que até parecem uma brincadeira de criança.
EXEMPLO DE SINOP-MT
Nossa empresa (COHIDRO, localizada na cidade do Rio de Janeiro) está elaborando o Projeto de Irrigação Mercedes V, em Sinop, ao Norte de Mato Grosso. Dos 4 setores de irrigação, tomamos o mais simples, como exemplo de uma imagem de fundo. Na Figura, os retângulos numerados são lotes familiares de 70 hectares cada, dos quais, apenas dez (10 hectares) serão cultivados com hortaliças, fruteiras e pastagens irrigadas (por aspersão, gotejamento e microaspersão). A motobomba, localizada na extremidade inferior, está representada por um reservatório. A partir dela, a linha vermelha com setas mostra o traçado e o sentido do fluxo dos ramais principais de irrigação. Os pontos coloridos são os nós e as setas pretas, as tomadas d´água para os lotes, com 7,4 L/s cada. Os pequenos números em vermelho são os diâmetros das canalizações em cada trecho.
Por sobre o mapa, com as ferramentas do EPANET, plotamos o reservatório, os nós e depois os unimos com traços, como se estivéssemos rabiscando sobre uma folha em branco. Depois, é só ir clicando em cada nó para digitar sua cota e consumo-base e em cada trecho, para inserir o diâmetro e extensão. Finalizando, arbitramos um nível d´água para o reservatório, rodamos o programa e vemos o resultado.
Segue-se um passo a passo para configurar o programa e executar uma simulação. Vale lembrar que na escolha do diâmetro em cada trecho, pode-se adotar como critério os limites de velocidade do fluxo, que devem ficar entre 0,3 e 3,0 m/s.
1 – Arquivo > Preferências
Formatos (número de decimais, etc.)
2 – Visualizar >
- Dimensões... (Unidades: Metros / OK)
- Opções... (Nós, trechos, cor do fundo, etc.)
- Imagem de Fundo > Abrir... (Selecionar diretório e selecionar imagem com extensão .bmp, que pode ser do Google Earth).
3 – Projeto > Configurações Pré-Definidas... (Aba Hidráulica: LPS, Fórmula de Perda de Carga de H-W).
4 – Desenho da Rede.
- Adicionar RNF (Reservatório)
- Adicionar Nó
- Adicionar Trecho
- Ajustar o traçado (Com a seta preta = Selecionar objeto)
- Entrar com os parâmetros hidráulicos (Trechos: duplo-clique em cada qual e digitar Comprimento, Diâmetro e Rugosidade; Nós: duplo-clique em cada qual e digitar a cota e o Consumo-Base; e Reservatório: digitar o Nível de Água).
5 – Executar Simulação (Rodar o programa, clicando no ícone do raio).
Simulação bem sucedida > OK
6 – Apresentação dos Resultados.
- Relatório > Tabela... / Tipo > Nós da Rede > Colunas (Marcar: Cota, Consumo-Base, Carga Hidráulica e Pressão. Digitar OK).
- Relatório > Tabela... / Tipo > Trechos da Rede > Colunas > OK (Marcar: Comprimento, Diâmetro, Rugosidade, Vazão, Velocidade e Perda de Carga. Digitar OK).
7 – Orientações sobre o traçado e projeto da rede.
a) Em geral a rede é traçada sobre uma planta-baixa (da cidade), com um traço grosso passando pelo eixo das ruas que serão abastecidas;
b) Quando se tratar de um projeto de irrigação (como neste caso), a rede deve passar na testada dos lotes (podendo ter uma estrada ou o limite de lotes como referência) para o seu traçado;
c) Se uma rede tem vários trechos, o ideal é que sejam alimentados, pelo ramal principal por um ponto intermediário estratégico. Na rede de irrigação aqui estudada, isso não pode ser feito por problema de baixa vazão no córrego que serve com fonte de abastecimento;
d) Todo nó ativo é representado por um ponto grosso de onde parte uma curta seta indicando a saída da água da tubulação;
e) No EPANET, iniciar a colocação dos nós e o desenho dos trechos, de montante (próximo da tomada d´água) para jusante (final da rede), para que a numeração seja lógica e sequencial;
f) Os diâmetros alocados são compatíveis com o consumo e vão do maior para o menor, evitando-se saltar os valores tabelados pelo fabricante;
g) Não esquecer de verificar e anotar, no EPANET, o valor do coeficiente de rugosidade (valor C) da equação de Hazen-Williams, em cada trecho;
h) Evitar a colocação de nós que não funcionem como saída(s) d´água, pois eles serão numerados no EPANET;
i) Quando se substitui um diâmetro qualquer por outro maior, a velocidade no trecho diminui e a pressão no nó subsequente aumenta, e vice-versa;
j) Para acompanhar as modificações ao rodar uma rede, deve-se selecionar no Navegador, p.ex., a pressão nos nós e a velocidade ou diâmetro nos trechos;
k) A motobomba pode ser substituída por um reservatório de nível variável cujo nível d´água (NA), de início, é arbitrado pelo projetista;
l) A altura manométrica será a diferença entre este valor do NA e a cota do terreno, no ponto em que estiver localizado o reservatório;
m) Essa altura, como medida prática, não deve superar os cem (100) metros, para evitar conjuntos motobombas de grande potência; e
n) Quando isso acontecer, redimensionar a rede, aumentando alguns diâmetros e reduzindo o NA no reservatório.
Numa rede ramificada (exemplo dado aqui), devemos escolher, com base no seu traçado, o ramal mais longo, com maior vazão ou com o maior número de nós, para começar. Bom proveito.
