Aplicação de métodos de otimização para operação de redes de distribuição de água: uma revisão sistemática da literatura

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: SANTOS, Haline Costa dos
• Orientador(a): SILVA, Fernando das Graças Braga da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Meio Ambiente e Recursos Hídricos
• Departamento: IRN - Instituto de Recursos Naturais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Otimização; Operação; Redes de Distribuição de Água; Revisão sistemática de literatura
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2465

Há muito tempo são encontrados na literatura pesquisas que objetivam a otimização dos sistemas de abastecimentos de água, seja relacionado ao design, operação, calibração ou testes de redes. Diante do crescente aumento populacional, tomando como base que os sistemas de distribuição de água envolvem energia, além do recurso natural finito, otimizar os processos relacionados à operação das redes surge com a necessidade de implantar técnicas que buscam, dentre outros objetivos, minimizar custos e perdas, controlar pressão dentro das tubulações, que tem a finalidade de garantir ao consumidor água em quantidade e qualidade suficientes. Com o objetivo de contribuir com as pesquisas acerca da aplicação de técnicas de otimização para operação ótima de redes de distribuição de água, a revisão sistemática da literatura foi realizada com o uso do software StArt, que auxilia na estruturação de uma revisão sistemática, com o intuito de reunir trabalhos relevantes no período de 1977 a 2020. A coleção de 87 artigos partiu de uma busca que originou 637 resultados, sendo 335 da base de dados Web Of Science, 152 trabalhos da base Scopus, 100 resultados da base de dados Science Direct, e 49 artigos provenientes do Google Academic, 1 artigo clássico foi adicionado manualmente ao sistema StArt. A pesquisa seguiu uma metodologia de busca. Esse resultado originou-se a partir do pré estabelecimento de palavras-chave de busca e aplicação de filtros de pesquisa. O afunilamento dos resultados iniciou-se com aplicação de critérios de inclusão e exclusão de artigos, com o intuito de selecionar aquele mais direcionados ao tema de otimização de operação de redes de abastecimento de água. Posteriormente foi realizada uma análise de qualidade, onde cada artigo foi pontuado fundamentando-se em 10 critérios de qualidade pré-estabelecidos. Foram extraídos dados referentes ao método de otimização aplicado, número de funções objetivo (mono ou multiobjetivo), quantidade de restrições utilizadas, quantidade de variáveis de decisão empregadas, aplicação ou não de função penalidade, tipo do sistema (bombeamento ou configuração de válvulas), tipo de rede estudada (real ou teórica) e simulador hidráulico. Os resultados indicam que dentre os artigos avaliados, os algoritmos genéticos (simples, híbrido e multiobjetivo) são os métodos de otimização mais empregado, e a maioria desses trabalhos utilizam 5 ou mais restrições e variáveis de decisão. A aplicação de função penalidade e não aplicação, ficaram bastante equilibradas entre os trabalhos, correspondendo a 49% e 51% respectivamente. Já o tipo de sistema dos estudos, os sistemas de bombeamento representam a grande maioria, bem como o tipo de rede teórica e o simulador hidráulico EPANET.