Monitorização de redes de distribuição e armazenamento de água
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Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica Instituto Politécnico do Porto
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Quando se fala de sistemas de distribuição de águas, quer para rega quer para consumo, deveremos ter bem presente dois tipos de ações: a gestão da rede e as ações necessárias para garantir a distribuição nas condições de pressão e caudal requeridas. Neste sentido, e para garantir a quantidade de água necessária, é exigida uma infraestrutura hidráulica que possa transportar a água desde os pontos de captação até aos locais de consumo.
De uma maneira geral, uma rede de distribuição é composta por uma série de infraestruturas que poderão ser organizadas nos seguintes grupos: Captação: dotação hídrica necessária para atender às exigências dos consumidores; Armazenamento e regulação: garantia de armazenamento e regulação dos caudais de distribuição; Transporte: transporte e distribuição da água desde os pontos de armazenamento ou de captura até aos consumidores; Tratamento e filtragem: ações destinadas a garantir a qualidade da água (estações de tratamento, sistemas de filtragem, e outros); Controlo, proteção e automação: garantir o correto funcionamento do sistema de distribuição, assim como possibilitar a sua automatização. A gestão e operação eficiente de uma rede de distribuição requer sistemas de automação e de controlo que realizem o controlo e a aquisição de dados, que permitam levar a informação de e para os elementos de operação e que mostrem o estado de funcionamento da rede de distribuição e da própria rede de comunicações. A supervisão e o controlo destes sistemas são realizados mediante um sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), que recebe as ordens da unidade de programação e de gestão, efetua as operações remotas a realizar e retorna a informação sobre o normal funcionamento do sistema ou eventos
que tenham ocorrido (consumos, avarias, entre outros).
ARMAZENAMENTO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO A resposta às necessidades e otimização dos consumos, nas condições de pressão e caudal requeridos, implica o armazenamento temporário da água. Localizados em pontos-chave da distribuição os reservatórios tornam-se agentes essenciais da gestão hidráulica onde, as suas dimensões são geralmente função do prazo de tempo da regulação que se pretende realizar. Os reservatórios deverão encontrar-se automatizados de modo que se possa efetuar ações de controlo sobre as válvulas de entrada e saída bem como conhecer o nível de água armazenada. Então, para os controlar, deverão ser-lhe incorporados diversos dispositivos como, por exemplo: Sonda de nível: utilizada para conhecer o nível de água armazenada no reservatório. São, normalmente, sensores de pressão concebidos para medir a coluna de água por cima dos mesmos, pressão manométrica do fluido. Estes sensores proporcionam uma saída analógica em corrente de 4 a 20 mA, encontrando-se colocados perto do leito do reservatório. Sistema anti-transbordo: funciona como sistema de segurança para evitar que o reservatório transborde. Poderá ser utilizada a sonda de nível programada para um nível máximo, ou um outro qualquer sistema que possa ve-
rificar o nível máximo de enchimento do reservatório (bóia, sensor de posição máxima, e outros) que emita um sinal de aviso (alarme) e que permita atuar sobre a válvula de enchimento. No que diz respeito ao transporte e à distribuição, as necessidades de automação podem resumir-se ao controlo e aquisição de dados (caudais e pressão) em pontos distintos da rede da distribuição e à atuação sobre as válvulas que regulam a passagem e a distribuição de água. Para além disso, o sistema de controlo remoto poderá controlar as diversas estações de bombeamento necessárias para a elevação da água ou mesmo, em caso de necessidade, para restabelecer a pressão e o caudal a transmitir à rede de distribuição e de transporte. Neste sentido, o controlo e a recolha de dados realizam-se normalmente com uma válvula hidráulica e um contador tipo Woltman. O contador está dotado de um contacto Reed ou magneto-sensível, normalmente aberto, que se fecha a cada metro cúbico ou fração de água fornecida. O caudal calcula-se a partir do período de tempo decorrido entre impulsos. Por outro lado, e em caso de falha no fecho ou abertura das válvulas ou outra qualquer situação anómala, o sistema deverá gerir localmente a ocorrência e emitir um alerta que será transmitido para o centro de controlo: alarmes de intrusão, falhas de alimentação, rebentamento de condutas, entre outros.
TRATAMENTO E FILTRAGEM Os sistemas de filtragem são fundamentais para a retensão de partículas de impurezas e evitar a obstrução dos diferentes elementos que formam o sistema de captação, armazenamento e distribuição da água. Os filtros encontram-se instalados junto dos sistemas de captação (filtragem de elementos sólidos em suspen-