Modelagem numérica para o dimensionamento de sistemas de drenagem urbana

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Bohnenberger, José Carlos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Escoamento urbano - Modelos matemáticos; Drenagem; Estruturas hidráulicas; Águas pluviais; Saneamento Ambiental
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/26817

Considerando as frequentes inundações dos centros urbanos, as limitações financeiras e a gestão ineficiente dos sistemas de Drenagem Urbana (DU) dos municípios brasileiros, torna-se necessário que projetos sejam desenvolvidos com eficiência e economia. Estes objetivos são alcançados com a correta definição do diâmetro nominal e da declividade das galerias, o que resulta em relações hidráulicas adequadas. Deve-se ainda garantir o escoamento sem a presença de remanso, verificando a linha de energia ao longo da rede. Existem softwares capazes de auxiliar no dimensionamento da rede, os quais, porém, não reportam soluções otimizadas. Nesse contexto, apresenta-se uma modelagem numérica vetorial para o dimensionamento automático e otimizado de um sistema de galerias de DU. Aplicou-se esta modelagem num projeto e seus resultados foram comparados com os obtidos por dois softwares existentes no mercado brasileiro. Demonstra-se que a otimização desenvolvida contribui para aumentos de eficiência e economia nos projetos. As principais contribuições são: caracterizar e modelar as declividades típicas de projeto para obter a declividade ótima combinada com o menor diâmetro; explorar o potencial das lâminas d’água acima das normalmente empregadas, com reflexos positivos na definição de {D, ig} e na economia na implantação do sistema; e implementar uma solução recursiva, a partir de um ciclo de informações interdependentes, garantindo precisão dos resultados. Por outro lado, as sarjetas empregadas no meio urbano normalmente assumem seções de configuração triangular e sua capacidade de escoamento depende da largura do tirante molhado, da declividade transversal, da rugosidade e da declividade longitudinal da via. Essas sarjetas apresentam baixa capacidade de escoamento e a abordagem existente pouco coopera para a proposição de perfis mais eficientes. A principal contribuição deste capítulo consiste na apresentação de um modelo numérico de base vetorial para o dimensionamento da capacidade de escoamento de um sistema de sarjetas a partir de uma seção transversal parametrizada. O modelo proposto permite, por meio da combinação de suas variáveis, compor uma variedade de configurações, subsidiando a concepção de novos protótipos, com o propósito de avaliar seu desempenho, cujo cálculo da capacidade de escoamento é realizado por intermédio das expressões de Manning ou Izzard.