Adequação de uma válvula ventosa para o monitoramento da expulsão e admissão de ar em adutoras

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Aquino, Genivaldo Alcântara de, 1967-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5392
Resumo: Orientador: Jose Gilberto Dalfré Filho
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spelling Adequação de uma válvula ventosa para o monitoramento da expulsão e admissão de ar em adutorasAdequation of an air valve for monitoring the intake and expulsion of air water mainsAbastecimento de águaTubulaçõesSensorMonitoramentoWater supplyPipelinesSensorMonitoringOptical fiberOrientador: Jose Gilberto Dalfré FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: As adutoras de água e seus componentes podem sofrer danos severos, ou até mesmo romper, com a presença de ar aprisionado. Bolsões de ar nas adutoras como exemplos, podem produzir o fenômeno do golpe de aríete, a perda de pressão e a instabilidade na operação. Para evitá-los, são usadas as válvulas ventosas (válvulas de ar). Estas válvulas são inseridas nas adutoras em pontos estratégicos como os pontos altos, dividindo largas extensões de tubulações, entre outros, que podem causar o desprendimento e o acúmulo do ar. Muitas vezes, algumas destas válvulas somente funcionarão uma vez, para expulsar o ar enquanto a água preenche a tubulação. Por outro lado, algumas situações exigem a abertura, fechamento constantes das ventosas, quando uma bomba é acionada, na partida, na parada ou na alteração de vazão. Atualmente, os sistemas de supervisão e de aquisição de dados são usados em todo o setor de abastecimento. No entanto, ao longo de anos de experiência na área, não se verificou um sistema de supervisão abrangente para monitorar as indicações das posições abertas ou fechadas das ventosas, em função das pressões a montante das mesmas e da pressão atmosférica local. Os dados registrados, com os requisitos operacionais de cada ventosa, possibilitam o dimensionamento e a localização precisos, além de um programa de manutenção sistemático. Tal fato traduz-se em redução de custos, além de aumento da segurança do sistema adutor. Sem isto, a localização e o dimensionamento das válvulas ventosas podem nunca ser precisamente conhecidos para atender situações tão distintas. Assim, esta tese teve como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta de monitoramento remota "online" do funcionamento (admissão e expulsão de ar) de uma ventosa, através de um sensor. A ferramenta baseou-se em sensores a fibra óptica utilizando grades de Bragg (fiber Bragg grating – FBG). Os testes foram feitos no Laboratório de Hidráulica e Mecânica dos Fluidos e no Laboratório de Fibras Óticas, Unicamp. Constatou-se que o sensor é capaz de indicar a admissão ou expulsão de ar da ventosa. Também, com este sensor a FBG, propôs-se um método, com respectivos equacionamentos, para a medição da vazão de ar que passa pela ventosa. Este sensor, assim, contribui para a operação mais segura das adutoras, servindo como referencia para o projeto e a implantação das válvulas ventosas nos sistemas de abastecimento de águaAbstract: Water mains and their components can suffer severe damage, or even break, with entrapped air. Air pockets in the water mains can produce the water hammer phenomenon, the loss of pressure and the instability in the operation, as examples. To avoid such problems, air valves are used. These valves are located in the mains, at strategic points as the high points, dividing large extensions of pipelines, among others, that can cause the release and accumulation of air. Often, some of these valves will only operate once to expel the air as the water fills the pipeline. On the other hand, some situations require the opening/closing of the valves constantly, when a pump is started, stopped or with change in flow. Currently, supervisory and data acquisition systems are used throughout the supply system sector. However, over years of experience in the field, there has been no comprehensive supervising system to monitor the indication of the open or closed positions of the valves, as a function of upstream pressures and local atmospheric pressure. The registered data along with the operational requirements of the air valves enable accurate sizing and location, as well as a systematic maintenance program. This causes costs reduction, as well as increased safety of the water main system. The location and sizing of the air valves may be never be accurately known, to suit such different situations. Thus, this thesis had the objective of developing a tool for remote supervision of the operation (admission and expulsion of air) of an air valve by means of a sensor. The tool was based on fiber optic sensors using Bragg gratings (FBG). The tests were performed in the Laboratory of Hydraulics and Fluid Mechanics and in the Laboratory of Optical Fibers, Unicamp. It has been found that the sensor is capable of indicating the intake or expulsion of air from the valve. Notwithstanding, along with this FBG sensor, a method was proposed, with respective equations, for the measurement of the air flow through the air valve. This sensor thus contributes to the safe operation of the water mains, serving as a reference for the sizing and implementing of the air valves in the water supply systemsDoutoradoRecursos Hídricos, Energéticos e AmbientaisDoutor em Engenharia CivilFAPESP2010/51522-9[s.n.]Dalfré Filho, José Gilberto, 1976-Luvizotto Junior, EdevarGiesbrecht, MateusSouza, Podalyro Amaral deSoares, Alexandre KeplerUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAquino, Genivaldo Alcântara de, 1967-20192019-02-25T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (114 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/5392AQUINO, Genivaldo Alcântara de. Adequação de uma válvula ventosa para o monitoramento da expulsão e admissão de ar em adutoras. 2019. 1 recurso online (114 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5392. 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