Sistemas de Abastecimento de Água

Código:

EC0099

Sigla:

SAAG

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente

Ocorrência: 2020/2021 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEC	9	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	5	52,5	133

Língua de trabalho

Português

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO:
A Unidade Curricular de SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA aprofunda o estudo da primeira fase do “Ciclo Urbano da Água” – que compreende a captação, o tratamento, o transporte, o armazenamento, e a distribuição de água para consumo humano - relativamente ao previamente leccionado na Unidade Curricular de HIDRÁULICA URBANA E AMBIENTAL.

Dá-se relevo à exploração e gestão dos sistemas, em particular à melhoria da eficiência e sustentabilidade de sistemas existentes.

São tratados os aspectos relacionados com a concepção, exploração, gestão e financiamento dos Sistemas de Abastecimento de Água, com especial ênfase no controlo das perdas de água e na modelação numérica das diversas componentes destes sistemas.

OBJECTIVOS:
Transmitir e/ou aprofundar os conceitos fundamentais inerentes à concepção, exploração, gestão e financiamento dos sistemas de abastecimento de água; expor e aplicar a exemplos de estudo os correspondentes critérios técnicos, normativos e económicos; aprofundar e desenvolver a capacidade de utilização de modelos numéricos de simulação hidráulica e de qualidade da água.

Resultados de aprendizagem e competências

COMPETÊNCIAS E RESULTADOS DE APRENDIZAGEM:
Conhecimento e Compreensão dos conceitos fundamentais inerentes à concepção, exploração, gestão e financiamento dos Sistemas de Abastecimento de Água e dos critérios técnicos, normativos e económicos envolvidos na concepção, avaliação, modelação, exploração, gestão, etc., dos diversos componentes destes sistemas.
Análise e identificação de questões críticas e prioridades.
Aplicação a exemplos de estudo dos conhecimentos acima mencionados, com particular ênfase no controlo de perdas de águas e na modelação numérica.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

CONHECIMENTOS PRÉVIOS: Para uma adequada frequência da Unidade Curricular o aluno deve ter concluído com aproveitamento as seguintes Unidades Curriculares do MIEC: Hidráulica Geral 1 e 2; Hidráulica Urbana e Ambiental.

Programa

1. Gestão e financiamento de sistemas de abastecimento de água: modelos de gestão, experiências de privatização, indicadores de desempenho, regulação, tarifas.
2. Concepção geral de sistemas de abastecimento de água: integração regional, consumos, origens, principais componentes, zonas de distribuição, modelação, eficiência, fiabilidade.
3. Exploração de sistemas de abastecimento de água: organização, controlo de perdas (água não facturada), reparação e substituição de condutas sem abertura de valas, telemedida, telegestão, gestão de clientes.
4. Reservatórios de equilíbrio de pressão. Reservatórios à pressão atmosférica. Reservatórios hidropneumáticos.
5. Dimensionamento e modelação de redes de distribuição (simulador EPANET). Modelação do escoamento: quantificação e distribuição de consumos, dimensionamento de diâmetros, fixação da cota de soleira de reservatórios, controlo de pressões, combate a incêndios, perdas reais de água, etc. Modelação da qualidade: transporte de substâncias miscíveis (convecção, mistura em nós e reservatórios, reacção de substâncias não conservativas, crescimento/decaimento, reacção no seio do escoamento, reacção com as paredes interiores das tubagens, etc.), idade e rastreio da água.
6. Modelação de sistemas adutores (simulador EPANET). Modelação do escoamento e qualidade. Eficiência económica na operação de estações elevatórias.
7. Choque hidráulico em condutas elevatórias. Dispositivos de protecção. Modelação numérica com o Método das Características.
8. Eficiência energética em estações elevatórias de abastecimento de água.

Conteúdo Científico: 50%
Conteúdo Tecnológico: 50%

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJECTIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:
A Unidade Curricular de Sistemas de Abastecimento de Água aprofunda o estudo da primeira fase do “Ciclo Urbano da Água” – que compreende a captação, o tratamento, o transporte, o armazenamento, e a distribuição de água para consumo humano - relativamente ao previamente leccionado na unidade curricular de Hidráulica Urbana e Ambiental. Em particular são tratados os aspecto mais relevantes relativos à concepção, exploração, gestão e financiamento dos Sistemas de Abastecimento de Água, com especial ênfase no controlo das perdas de água e na modelação numérica das diversas componentes destes sistemas.

Bibliografia Obrigatória

Joaquim Pocas Martins; Management of Change in Water Companies - In Search of Sustainability and Excellence, IWA Publishing, 2014. ISBN: 9781843391951
Malcolm Farley and Stuart Trow; Losses in water distribution networks. ISBN: 1-900222-11-6
Elementos bibliográficos diversos (diapositivos, apontamentos, artigos, etc.)
Regulamentos sobre abastecimento de água

Bibliografia Complementar

José Alfeu Almeida de Sá Marques, Joaquim José de Oliveira Sousa; Hidráulica urbana. ISBN: 978-989-26-0124-3
Larry W. Mays; Urban Water Supply Handbook, McGraw-Hill, 2002. ISBN: 0-07-137160-5
Larry W. Mays, editor in chief; Water distribution systems handbook. ISBN: 0-07-134213-3

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas têm cariz teórico-prático. Após a apresentação de um assunto passa-se, em regra, a exemplos de aplicação. Incentiva-se a realização dos trabalhos individuais (opcionais) a propor no âmbito da Avaliação Distribuída. Estima-se que o trabalho fora das aulas requeira cerca de 4 horas semanais. São realizadas visitas de estudo.

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJECTIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:
Análise e identificação de questões críticas e prioridades. Aplicação a exemplos de estudo dos conhecimentos adquiridos no âmbito da Unidade Curricular, com particular ênfase no controlo de perdas de águas e na modelação numérica.

Software

EPANET
Diversos programas de apoio à modelação numérica desenvolvidos pelo docente em ambiente MATLAB

Palavras Chave

Ciências Naturais > Ciências do ambiente > Ciências da água > Modelação de sistemas hidráulicos
Ciências Naturais > Ciências do ambiente > Ciências da água > Poupança da água
Ciências Naturais > Ciências do ambiente > Ciências da água > Abastecimento de água
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Engenharia hidraúlica
Ciências Naturais > Ciências do ambiente > Ciências da água > Economia da água
Ciências Naturais > Ciências do ambiente > Ciências da água > Gestão da água urbana

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	60,00
Trabalho escrito	40,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	4,00
Frequência das aulas	3,50
Total:	7,50

Obtenção de frequência

A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular, conforme estabelecido nas regras de avaliação do MIEC. Considera‐se que um estudante cumpre a assiduidade a uma unidade curricular se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o número limite de faltas correspondente a 25% de cada um dos tipos de aulas previstos.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação da Unidade Curricular de SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA é realizada com base num Exame Final (EF) e em duas provas de Avaliação Distribuída (CAD1 e CAD2) de carácter opcional.

EF: prova (escrita) a realizar nas Épocas Normal e/ou de Recurso, divida em duas partes (EF1 e EF2), com duração total máxima de 3.0 horas e classificada de 0 a 20 valores (com arredondamento às décimas). O peso global desta prova na Classificação Final (CF) é de 60%, igualmente repartido pelas duas partes (30% + 30%).

A primeira parte do Exame Final (EF1), a realizar sem a utilização de elementos pessoais de consulta, tem um carácter essencialmente teórico e abrange os temas dos pontos 1 a 3 do programa; a segunda parte do Exame Final (EF2), a realizar com a possibilidade de utilização de elementos pessoais de consulta, tem um carácter essencialmente prático e abrange os temas dos pontos 4 a 7 do programa.

As provas de Avaliação Distribuída (opcionais) consistem de dois trabalhos individuais (CAD1 e CAD2) com um peso global de 40%, igualmente repartido pelas duas componentes (20% + 20%), a realizar fora das aulas da Unidade Curricular. A forma destes trabalhos (relatório, projecto, trabalho computacional, ou outra) será oportunamente estabelecida. Cada uma das componentes é classificada de 0 a 20 valores (com arredondamento às décimas).

A primeira Componente da Avaliação Distribuída (CAD1) incide sobre os temas dos pontos 1 a 3 do programa; a segunda Componente da Avaliação Distribuída (CAD2) incide sobre os temas 4 a 7 do programa.

Nos termos da alínea 3.2.d) das Regras de Avaliação do MIEC, é dada aos Estudantes a possibilidade de optarem por ver substituída parte ou a totalidade das Componentes de Avaliação Distribuída pelo Exame Final. Como consequência, a CLASSIFICAÇÃO FINAL (CF) é o maior valor, arredondado à unidade, dos obtidos pelo cálculo das seguintes expressões:

CF1 = 0.30 EF1 + 0.30 EF2 + 0.20 CAD1 + 0.20 CAD2
CF2 = 0.30 EF1 + 0.50 EF2 + 0.20 CAD1
CF1 = 0.50 EF1 + 0.30 EF2 + 0.20 CAD2
CF4 = 0.50 EF1 + 0.50 EF2

isto é,

CF = máximo {CF1, CF2, CF3, CF4} (CF arredondada à unidade)

Nota 1: TODOS os Estudantes inscritos na Unidade Curricular são classificados de acordo com este método, i.e., são também abrangidos por este método de cálculo da classificação final os Estudantes com Estatutos Especiais.

Nota 2: Para o cálculo da Classificação Final (CF) são consideradas SOMENTE as provas (EF1, EF2, CAD1 e CAD2) realizadas no CORRENTE ano lectivo (i.e., NÃO SÃO consideradas as classificações obtidas em provas de Avaliação Distribuída realizadas em anos lectivos anteriores).

Nota 3: Estão excluídos deste método de cálculo da classificação final aqueles Estudantes que se submetem a Exame Final (EF) para efeito de Melhoria de Classificação (ver regra específica). Também estão excluídos deste método de cálculo da classificação final os Estudantes com Estatutos Especiais que se submetam a exame em Época Especial (ver regra específica).

Nota 4: Não é permitida a melhoria de classificação das provas de Avaliação Distribuída (ver regra específica).

Provas e trabalhos especiais

Não existem, para além dos referidos em "Cálculo da Classificação Final".

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os Estudantes com Estatutos Especiais são classificados de acordo com o método estabelecido em “Cálculo da Classificação Final”, EXCEPTO quando se submetem a exame em Época Especial. Os Estudantes com Estatutos Especiais que se submetam a exame em Época Especial são avaliados em momento único, o qual consistirá de uma prova com as características do Exame Final (EF).

Melhoria de classificação

Os Estudantes que já tenham obtido aprovação podem efectuar MELHORIA DE CLASSIFICAÇÃO, uma única vez, exclusivamente por Exame Final (EF) a realizar nas duas Épocas (Normal ou de Recurso) imediatamente subsequentes àquela em que obtiveram aprovação. Sendo a melhoria de classificação realizada exclusivamente por Exame Final (EF) (classificação de 0 a 20 valores, arredondada à unidade) não há lugar a melhoria de classificação das provas de Avaliação Distribuída. A Classificação Final na Unidade Curricular é a mais elevada, entre aquela que havia sido obtida inicialmente e a que resultar da melhoria de classificação efectuada.