Estudo ótimo da localização de válvulas redutoras de pressão em sistemas de distribuição de água considerando objetivos múltiplos - Pérez, Agustín Mario Ernesto Arandia (2007)
No Brasil, os sistemas de distribuição de água com elevados índices de vazamentos apresentam-se, para os prestadores de serviço de saneamento, como um problema de múltiplas facetas: desperdício de energia de bombeamento, comprometimento da qualidade da água distribuída, investimentos de capital para reabilitação do sistema ou para combater a deterioração de estruturas e serviços públicos. Estudos têm demonstrado que os vazamentos em uma tubulação, a partir de fraturas ou orifícios, estão relacionados proporcionalmente com a pressão de água. Nesse sentido, a otimização de um sistema hidráulico de abastecimento, orientada ao controle de pressões, pode resultar em um conjunto de procedimentos a serem implantados para efetivamente diminuir o nível dos vazamentos, os custos de energia associados e dessa forma melhorar as condições do serviço. Este estudo busca desenvolver uma metodologia que minimiza os vazamentos em sistemas de distribuição de água através da localização ótima de válvulas redutoras de pressão sob a ótica de otimização multiobjetivo. Para tanto, utiliza-se a combinação de um modelo computacional do sistema, um simulador hidráulico amplamente testado pela comunidade científica internacional, o EPANET 2, e um programa de otimização multiobjetivo desenvolvido para integrar o modelo e o simulador hidráulico em procura das soluções ótimas. Duas redes, denominadas Rede 1 e Rede 2, foram estudadas, evidenciando-se, em ambas, que a introdução dos vazamentos diminuiu consideravelmente a resiliência dos sistemas. As curvas Pareto obtidas no processo de otimização permitiram encontrar as relações entre vazamentos, resiliência e demanda. A partir dessas relações, determinaram-se as melhores alternativas de localização de VRPs através de um algoritmo de decisão. A seguir, foi proposta uma maneira de escolher a alternativa mais adequada para cada uma das redes analisadas. Finalmente, foram determinadas as configurações das VRPs em termos de coeficientes de perdas de carga adimensionais, os quais podem ser utilizadas para escolher os tipos de dispositivos a serem instalados.