Investigação do comportamento do solo em torno de vazamentos em sistemas de captação e distribuição de água - Benites, Igor Matheus (2020)
Os vazamentos observados em sistemas de distribuição de água implicam não apenas em perdas significativas de água, mas também na erosão do solo em volta da tubulação, havendo potencial risco à sustentabilidade do sistema como um todo. A detecção de pontos de vazamentos em redes de captação e distribuição de água é tema e inspiração de uma grande quantidade de estudos no cenário científico. Porém, a investigação do comportamento do solo em torno de vazamentos é um tópico ainda considerado recente e carente de métricas necessárias para compor um banco de dados amplo e acessível. É neste panorama que se insere a presente pesquisa, que buscou investigar a interação solo-vazamento por meio de uma investigação experimental do fenômeno da fluidização decorrente de um jato ascendente de água através de um orifício. Este jato tem a função de simular um vazamento que adentra a camada granular circundante à tubulação, que, no presente estudo, foi simulada de forma ideal por microesferas de vidro de diâmetro reduzido denominadas Ballotini. O método de investigação consistiu na utilização de uma configuração experimental desenvolvida com a finalidade de permitir a medição das distribuições de pressões excedentes (valores acima das pressões medidas em estado estático, isto é, antes da ocorrência da fluidização) e as velocidades geradas pelo fenômeno da fluidização interna. Além disso, a técnica PIV (Particle Image Velocimetry) foi empregada para a obtenção de campos de velocidades instantâneas com uma interferência mínima na ocorrência do fenômeno. São feitas ainda considerações acerca da geometria da região fluidizada associando-a a uma nova formulação teórica desenvolvida. Os resultados encontrados revelam que um estado permanente de recirculação ocorre na região próxima ao orifício de entrada, sendo que este estado impede que o vazamento aflore a superfície. Métricas e relações adimensionais para as características geométricas de cavidades provocadas no fenômeno da fluidização são apresentadas e foram avaliadas as influências de alguns parâmetros empíricos. Uma análise de sensibilidade sobre a influência da vazão de entrada e da altura da camada granular é apresentada.