Você sabe o que é o EPANET? Ele é de grande importância para o planejamento de uma concessionária de saneamento. Venha aprender!

O sistema de distribuição de água consiste em um conjunto de tubulações, conexões, reservatórios e bombas hidráulicas. Ele faz parte do sistema de abastecimento e tem o objetivo de atender uma cidade ou setor, dentro das condições sanitárias, de vazão e pressão exigidas.

Uma das partes mais importantes desse sistema são as redes de distribuição. Elas têm a função de levar água potável até às instalações residenciais, onde estão o cavalete e o hidrômetro.

As redes de distribuição são estruturas tipicamente enterradas, o que dificulta sua inspeção física. Por isso, o comportamento desses sistemas não são facilmente perceptíveis de forma direta.

Geralmente, os usuários ou a concessionária percebem os problemas através de sintomas exteriores, como a baixa pressão, faltas de água e até mesmo pela coloração da água.

Assim, houve-se a necessidade de tecnologias que melhorassem a gestão dos sistemas de distribuição, já que as inspeções diretas eram onerosas.

Hoje em dia, a utilização de softwares como ferramenta de gestão operacional de sistemas de distribuição de água tem se tornado cada vez mais frequente. Eles possibilitam uma visão sistêmica do abastecimento de água e um acompanhamento contínuo dos parâmetros hidráulicos.

E por que estamos falando de tudo isso? Porque o EPANET nada mais é que um software para gestão de sistemas de distribuição de água.

O EPANET

O EPANET teve sua primeira versão desenvolvida em 1993 pela Agência Norte-Americana de Proteção Ambiental (USEPA). É um software de distribuição gratuíta e de código aberto, possibilitando que qualquer usuário o modifique de acordo com suas necessidades e conhecimentos. Isso torna possível reescrevê-lo em qualquer linguagem de programação dentro da biblioteca dinâmica do Windows.

O software possui sua versão em português traduzido e adaptado pelo Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento (LENHS) da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Sendo a versão mais atual disponibilizada pela USEPA.

Trata-se de um sistema de apoio à análise de sistemas de distribuição. Ele permite melhorar o conhecimento sobre o transporte e o destino dos constituintes da água para consumo humano.

O software contém dois módulos integrados que calculam a solução para o sistema hidráulico de redes pressurizadas e permitem rastrear constituintes reativos e não reativos dentro do sistema.

Achou complicado? Bom, a expansão de uma rede existente, a análise do cloro residual e avaliação dos consumos são alguns exemplos de aplicação do programa.

A confiabilidade e a quantidade de usuários existentes por todo o mundo, torna o EPANET um dos principais softwares de simulação hidráulica. Ele tem se tornado uma ferramenta estratégica no gerenciamento de sistema de abastecimento porque possibilita, entre outras atividades:

• Editar os dados descritivos da rede e dos cenários a modelar;
• Executar simulações hidráulicas e de qualidade da água, aferir o modelo e visualizar os resultados em vários formatos;
• Examinar mapas da rede de acordo com códigos de cores, e organizar tabelas de dados;
• Desenhar gráficos em séries temporais, perfis de condutas, isolinhas, frequências e outros, e ainda produzir relatórios específicos (energia, calibração e reação).

A EPANET 2 é a versão mais atual do programa. Ela está disponível tanto como um software completo quanto em domínio público em código C. Atualmente, diversos outros softwares adotam o EPANET em outras soluções comerciais, frequentemente focados na tecnologia GIS.

Funcionalidades do EPANET

De acordo com a UFPB, o EPANET pode ajudar a analisar diversas estratégias de gestão. No quesito melhoria da qualidade da água, através de uma interface integrada para editar dados de entrada da rede, é possível inserir informações das origens da água, o funcionamento dos reservatórios, tratamento e até mesmo, a necessidade de limpeza das tubulações.

Modelagem da água

Para a modelagem de qualidade da água, a Universidade cita as seguintes funcionalidades do programa:

• Modelagem do transporte de um constituinte não-reativo através da rede ao longo do tempo;
• Modelagem do transporte, mistura e transformação de um constituinte reativo, à medida que este sofre decaimento ou crescimento com o tempo;
• Modelagem do tempo de percurso da água através da rede;
• Cálculo da porcentagem de vazão que, com origem em determinado nó, atinge qualquer outro nó ao longo do tempo;
• Modelagem de reações de decaimento do cloro no volume do escoamento e na parede da tubulação;
• Utilização de cinéticas de ordem “n” para modelar reações no volume do escoamento em tubulações e reservatórios;
• Utilização de cinéticas de ordem 0 ou 1 para modelar reações na parede das tubulações;
• Definição de limites para a transferência de massa na modelagem de reações na parede;
• Permitir que as reações de crescimento ou decaimento sejam controladas por um valor de concentração-limite;
• Aplicação à rede de coeficientes de reação globais, que podem ser modificados individualmente para cada tubulação;
• Possibilidade de relacionar o coeficiente de reação na parede com a rugosidade da tubulação;
• Definição de variação temporal da concentração ou de entrada de massa em qualquer ponto da rede;
• Modelagem de reservatórios de armazenamento de nível variável como reatores de mistura completa, de escoamento em êmbolo ou ainda de mistura com dois compartimentos.

Simulação hidráulica

O sistema possui um conjunto de ferramentas de cálculo para a simulação hidráulica. Uma correta modelagem da qualidade da água exige uma rede completamente caracterizada e uma modelagem hidráulica confiável. Para isso, pode-se destacar do EPANET:

• Dimensão ilimitada do número de componentes da rede analisada;
• Cálculo da perda de carga utilizando as fórmulas de Hazen-Williams, Darcy-Weisbach ou Chezy-Manning;
• Consideração das perdas de carga singulares em curvas, alargamentos, estreitamentos, entre outros;
• Modelagem de bombas de velocidade constante ou variável;
• Cálculo da energia de bombeamento e do respectivo custo;
• Modelagem dos principais tipos de válvulas, incluindo válvulas de seccionamento, de retenção, reguladoras de pressão e de vazão;
• Modelagem de reservatórios de armazenamento de nível variável de formas diversas, através de curvas de volume em função da altura de água;
• Múltiplas categorias de consumo nos nós, cada uma com um padrão próprio de variação no tempo;
• Modelagem da relação entre pressão e vazão efluente de dispositivos emissores;
• Possibilidade de basear as condições de operação do sistema em controles simples, dependentes de uma só condição ou em controles com condições múltiplas.

Aplicabilidade

Como dissemos, o EPANET tem sido utilizado como um ferramenta de planejamento estratégico para as concessionárias de saneamento básico. E até mesmo tem sido integrado em outras soluções comerciais.

Entretanto, ele é um software que merece atenção e treinamento a quem for utilizar. Sua eficiência e aplicabilidade está relacionado à precisão dos dados e informações de entrada. Alguns pesquisadores até afirmam que a estimativa dos valores das demandas nos nós da rede de distribuição é um dos passos mais difíceis da simulação hidráulica de sistemas de abastecimento de água.

Esperamos que após essa leitura você tenha aprendido um pouco mais sobre esse software que tem modificado as estratégias nas concessionárias.

E então, preparado para enfrentar esse desafio? Sua empresa já possui o EPANET? Conte para a gente!

Em caso de dúvidas ou sugestões, entre em contato com nossos especialistas. Nós temos a solução perfeita para você.