Otimização de sistemas de distribuição de água com ênfase na eficiência energética de bombas e operação de reservatórios

Abstract

Os custos com energia elétrica para bombeamento em sistemas de distribuição de água representam a maior parte das despesas operacionais para o setor. Trazer melhorias para aumentar eficiência desses sistemas, e consequentemente redução desses custos, tem sido um dos grandes objetivos de diversos pesquisadores e técnicos da área de abastecimento de água. A grande quantidade de elementos, que podem mudar de estado (ligado/desligado) a qualquer momento, gera uma gama de possibilidades que dificulta a determinação de qual esquema operacional é mais eficiente. Definir as melhores regras de operação para sistemas de bombeamento é muitas vezes uma atividade complexa, por essa razão todos os elementos que compõem o sistema devem ser levados em consideração no momento da otimização. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta um modelo de otimização para sistemas de distribuição de água que combina o uso eficiente de reservatórios com a melhor regra operacional para acionamento de sistemas de bombeamento. Utilizando o Algoritmo Genético junto com o simulador hidráulico EPANET e nova ferramenta toolkit WNTR, o modelo desenvolvido visa minimizar os custos operacionais com energia elétrica nos sistemas de abastecimento. Trabalhando com duas redes teste conhecidas no meio acadêmico, os resultados obtidos indicaram uma redução de aproximadamente 30% dos custos. Desta forma é possível constatar que o aproveitamento de toda a infraestrutura do sistema de distribuição de água, principalmente as de armazenamento de água, é possível reduzir os custos de energia elétrica do sistema como um todo.