O EPANET 2.0 foi desenvolvido pela U. S. Environmental Protection Agency (USEPA). É um simulador de sistemas de abastecimento de água amplamente testado e credível. Obs.: A tradução do EPANET é referente à versão original em inglês 2.00.12.

O manual e programa traduzidos para o português (Brasil) poderão ser copiados a partir do link Download do EPANET.

O que é o EPANET BRASIL?

O EPANET é um programa de computador que permite executar simulações estáticas e dinâmicas do comportamento hidráulico e de qualidade da água em redes de distribuição pressurizada. Uma rede é constituída por tubulações, bombas, válvulas, reservatórios de nível fixo e/ou reservatórios de nível variável. O EPANET permite obter os valores da vazão em cada tubulação, da pressão em cada nó, da altura de água em cada reservatório de nível variável e da concentração de espécies químicas através da rede durante o período de simulação, subdividido em múltiplos intervalos de cálculo. Adicionalmente, além de espécies químicas, o modelo simula o cálculo da idade da água e o rastreio da origem de água em qualquer ponto da rede.
O EPANET foi concebido para ser uma ferramenta de apoio à análise de sistemas de distribuição, melhorando o conhecimento sobre o transporte e o destino dos constituintes da água para consumo humano. Pode ser utilizado em diversas situações onde seja necessário efetuar simulações de sistemas pressurizados de distribuição. O estabelecimento de cenários de projeto (p.ex., expansão de uma rede existente), a calibração de modelos hidráulicos, a análise do decaimento do cloro residual e a avaliação dos consumos são alguns exemplos de aplicação do programa.
O EPANET pode ajudar a analisar estratégias alternativas de gestão, de modo a melhorar a qualidade da água do sistema, através de:

  • Alterações na utilização de origens da água num sistema com múltiplas origens
  • Alteração de esquema de funcionamento de grupos elevatórios e enchimento/esvaziamento de reservatórios de nível variável
  • Utilização de tratamento adicional, tal como a recloragem
  • Seleção de tubulações para limpeza e substituição (reabilitação).

Em ambiente Windows, o EPANET fornece uma interface integrada para editar dados de entrada da rede, executar simulações hidráulicas e de qualidade da água e visualizar os resultados em vários formatos. Estes últimos incluem isolinhas.

Capacidades de Modelagem Hidráulica

Uma rede completamente caracterizada (ou seja, incluindo todas as tubulações, sem simplificações) e uma modelagem hidráulica confiável constituem pré-requisitos essenciais para a correta modelagem de qualidade da água. O EPANET contém um conjunto de ferramentas de cálculo para apoio à simulação hidráulica, onde se destacam como principais características:

  • Dimensão ilimitada do número de componentes da rede analisada
  • Cálculo da perda de carga utilizando as fórmulas de Hazen-Williams, Darcy-Weisbach ou Chezy-Manning
  • Consideração das perdas de carga singulares em curvas, alargamentos, estreitamentos, etc
  • Modelagem de bombas de velocidade constante ou variável
  • Cálculo da energia de bombeamento e do respectivo custo
  • Modelagem dos principais tipos de válvulas, incluindo válvulas de seccionamento, de retenção, reguladoras de pressão e de vazão
  • Modelagem de reservatórios de armazenamento de nível variável de formas diversas, através de curvas de volume em função da altura de água
  • Múltiplas categorias de consumo nos nós, cada uma com um padrão próprio de variação no tempo
  • Modelagem da relação entre pressão e vazão efluente de dispositivos emissores (p.ex. aspersores de irrigação, ou consumos dependentes da pressão)
  • Possibilidade de basear as condições de operação do sistema em controles simples, dependentes de uma só condição (p.ex., altura de água num reservatório de nível variável, tempo), ou em controles com condições múltiplas.

Capacidades de Modelagem da Qualidade da Água

Além da modelagem hidráulica, o EPANET fornece as seguintes possibilidades relativas à modelagem da qualidade da água:

  • Modelagem do transporte de um constituinte não-reativo (p.ex., um traçador) através da rede ao longo do tempo
  • Modelagem do transporte, mistura e transformação de um constituinte reativo, à medida que este sofre decaimento (p.ex., cloro residual) ou crescimento (p.ex., um subproduto da desinfecção) com o tempo
  • Modelagem do tempo de percurso da água através da rede
  • Cálculo da porcentagem de vazão que, com origem em determinado nó, atinge qualquer outro nó ao longo do tempo (p.ex., cálculo da importância relativa de duas origens de água diferentes)
  • Modelagem de reações de decaimento do cloro no volume do escoamento e na parede da tubulação
  • Utilização de cinéticas de ordem “n” para modelar reações no volume do escoamento em tubulações e reservatórios
  • Utilização de cinéticas de ordem 0 ou 1 para modelar reações na parede das tubulações
  • Definição de limites para a transferência de massa na modelagem de reações na parede
  • Permitir que as reações de crescimento ou decaimento sejam controladas por um valor de concentração-limite
  • Aplicação à rede de coeficientes de reação globais, que podem ser modificados individualmente para cada tubulação
    Possibilidade de relacionar o coeficiente de reação na parede com a rugosidade da tubulação
  • Definição de variação temporal da concentração ou de entrada de massa em qualquer ponto da rede
  • Modelagem de reservatórios de armazenamento de nível variável como reatores de mistura completa, de escoamento em êmbolo ou ainda de mistura com dois compartimentos.

Aproveitando as possibilidades antes citadas, o EPANET pode efetuar os seguintes tipos de análise:

  • Mistura de água a partir de diversas origens
  • Determinação do tempo de percurso da água através de um sistema
  • Determinação da perda de cloro residual
  • Determinação do crescimento de subprodutos da desinfecção
  • Rastreio da propagação de contaminantes ao longo da rede.

Prefácio da edição original e brasileira (Manual do Usuário – Epanet 2.0 Brasil)