Programa computacional Netuno para o dimensionamento de reservatórios rios visando o aproveitamento de água pluvial em edificações

Transcrição

1 Universidade Federal de Santa Catarina Laboratório rio de Eficiência Energética em Edificações Programa computacional Netuno para o dimensionamento de reservatórios rios visando o aproveitamento de água pluvial em edificações Professor: Enedir Ghisi, PhD Acadêmico: Davi Fonseca

2 Metodologia para Construção do programa Netuno Possibilitar a entrada de séries s com um grande número de dados. Versatilidade na construção de gráficos. MATLAB dispõe de certas funções que permitem exportar e importar dados de planilhas eletrônicas criadas no software EXCEL. Linguagem adotada: MatLab

3 Metodologia para Construção do programa Netuno Permite avaliar o volume ideal do reservatório rio de água pluvial a ser usado em edificações levando em consideração o potencial de economia de água potável. O programa Netuno

4 Metodologia para Construção do programa Netuno Realiza os cálculos c diariamente considerando a demanda e a disponibilidade de água pluvial. Dados de entrada: Precipitação pluviométrica diária; Área de captação; Coeficiente de perdas; Demanda diária de água potável per capita; Número de moradores; Percentagem de água potável que pode ser substituída por pluvial; Volume do reservatório de armazenamento; Algoritmo do Programa Netuno

5 Metodologia para Construção do programa Netuno 1 o passo Volume de água pluvial que escoa pela superfície de captação diariamente (V ap ). Onde V ap = P x A x C p Vap P A Cp é o volume de água pluvial que escoa diariamente pela superfície de captação (litros/dia por residência); é a precipitação pluviométrica diária local (mm/dia = litros/m2 por dia); é a área de captação em cada residência (m2); é o coeficiente de perdas (adimensional); Seqüência de cálculos do algoritmo do Netuno

6 Metodologia para Construção do programa Netuno 2 o passo Volume de água pluvial consumido diariamente (Vc( Vc). Volume de água pluvial disponível no reservatório rio para suprir a demanda Onde V c Dp = min VRda D n + V ap Demanda diária de água pluvial Vc Dp D n VRda Vap é o volume de água pluvial consumido diariamente (litros); é a demanda diária de água pluvial (adimensional; % da demanda de água potável); é a demanda diária de água potável (litros per capita/dia); é o número de moradores (adimensional); é o volume de água pluvial do dia anterior disponível no reservatório (litros). é o volume de água pluvial que escoa diariamente pela superfície de captação (litros/dia); Seqüência de cálculos do algoritmo do Netuno

7 3 o passo Metodologia para Construção do programa Netuno Volume de água pluvial disponível no reservatório rio após s suprir totalmente ou parcialmente a demanda. Reservatório rio estava cheio Onde VRda + V VR = min VT Vc ap V c Reservatório rio estava parcialmente cheio Vc Dp D n VR da V ap é o volume de água pluvial consumido diariamente (litros); é a demanda diária de água pluvial (adimensional; % da demanda de água potável); é a demanda diária de água potável (litros per capita/dia); é o número de moradores (adimensional); é o volume de água pluvial do dia anterior disponível no reservatório (litros). é o volume de água pluvial que escoa diariamente pela superfície de captação (litros/dia); Seqüência de cálculos do algoritmo do Netuno

8 4 o passo Metodologia para Construção do programa Netuno Potencial de economia de água potável vel. P e = 100 d i=1 V c D n d Onde P e é o potencial de economia de água potável estimado (%); V c é o volume de água pluvial consumido diariamente (litros). D n d é a demanda diária de água potável (litros per capita/dia); é o número de moradores (adimensional); é o número de dias no período analisado; Seqüência de de cálculos do algoritmo do Netuno

9 Metodologia para Construção do programa Netuno A animação a seguir ajuda a entender a Seqüência de cálculos que o Programa Netuno utiliza. Representa um ciclo diário.

10 Reservatório de água potável Reservatórios de água pluvial Clicar para começar a animação

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20 Desviador das primeiras águas de chuva Clicar para continuar

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25 Começa a encher o reservatório inferior Clicar para continuar

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30 Extravasor de água de pluvial (No algoritmo é somado esse volume todos os dias que extravasa) Clicar para continuar

31 Através da seguinte equação é calculado o volume diário de água pluvial captado descontando as perdas. V ap = P x A x C p Clicar para continuar

32 1 vez por dia, dependendo da disponibilidade de água pluvial do reservatório inferior, ocorre o bombeamento de água para o reservatório superior Clicar para continuar

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36 ? Depois do bombeamento para abastecer totalmente ou parcialmente o reservatório superior, é feito o cálculo de quanto restou de água no inferior para o dia seguinte, assim como quanto se tem de água no reservatório superior para suprir a demanda do dia Clicar para continuar?

37 Atendimento da demanda. É nesse ponto que se calcula V c diariamente obedecendo a seguinte condição: V c D p = min VR D n da + V ap Clicar para continuar

38 Vc

39 Vc

40 Vc

41 Vc

42 Vc

43 Vc

44 ?!#$*!& Não há mais disponibilidade de água pluvial Clicar para continuar

45 O reservatório superior de água pluvial é preenchido parcialmente por água potável Clicar para continuar

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49 Fim do ciclo diário Clicar para continuar com a apresentação

50 Layout do programa Netuno Resultados

51 Resultados Dados de entrada Precipitação Nova característica do Netuno

52 Resultados Dados de entrada Área de captação ão. Demanda de água potável vel. Número de moradores. Obs: Quando necessário usar. no lugar de,

53 Resultados Dados de entrada Percentagem de água potável a ser substituída por pluvial. Nova característica do Netuno

54 Resultados Dados de entrada Coeficiente de perdas

55 Resultados Dados de entrada Usar demanda Variável durante as semanas. A partir da entrada dos valores da demanda de água per capita e do número de moradores,, o Netuno calcula a demanda média por dia que pode ser modificada com essa ferramenta. 100 X 5 = 500

56 Resultados Reservatório rio superior Nova característica do Netuno Alteração no algoritmo Obs: Quando necessário usar. no lugar de,

57 Resultados Reservatório rio Inferior (exemplo( de simulação ão) Para um reservatório rio Resultados

58 Resultados Reservatório rio Inferior (exemplo( de simulação ão) Para diversos reservatórios rios

59 Resultados Reservatório rio Inferior (exemplo( de simulação ão) Para diversos reservatórios rios

60 Resultados Exemplo de simulação Variando a percentagem de água potável a ser substituída por pluvial de 10 à 100%

61 Conclusão As novas características do programa Netuno possibilitam a simulação dos sistemas de aproveitamento de água de chuva para diversos casos. Mesmo em fase de testes, o programa Netuno já trouxe satisfação aos novos usuários rios.