Escoamentos Mistos em Colectores : Modelação matemática e algorítmos numéricos

Abstract

As inundações urbanas são irremediavelmente e infelizmente uma realidade cada vez mais frequente nas nossas cidades. Caracterizam-se por serem fenómenos que conduzem a avultosos danos materiais e desembolso de elevadas quantias de dinheiro nas reparações mas sobretudo é necessário ter em conta os transtornos insupríveis e o sentimento de medo constante que provocam nas populações. Com o objectivo de potenciar e incrementar o rigor técnico dos actuais métodos de cálculo no decurso da fase de dimensionamento dos colectores, a procura de “softwares” de modelação de colectores pluviais experimentou um crescimento substancial. Vários investigadores desenvolveram e melhoraram modelos capazes de simular, em simultâneo, as redes de colectores e de superfície e a respectiva interacção, ou seja, modelos de Drenagem Dual (modelos DD). No entanto, devido à sua complexidade, a respectiva validação é difícil e os dados reais não existem ou são de fraca qualidade. Além disso, os modelos integrados existentes não modelam adequadamente o escoamento misto nos colectores pluviais, caracterizados pela transição dinâmica de um escoamento com superfície livre para um escoamento em pressão (e vice-versa). Na maioria dos casos, o dimensionamento é realizado assumindo que o escoamento ocorre apenas com superfície livre. O presente trabalho apresenta uma análise global do problema da ocorrência de escoamentos mistos em colectores, inserindo na mesma as diversas metodologias propostas, e efectua um estudo comparativo (utilizando resultados experimentais recolhidos da bibliografia da especialidade) dos diversos modelos e esquemas numéricos propostos, de forma a verificar qual a formulação que melhor se adapta à simulação de problemas práticos de engenharia.