Otimização operacional de um setor de abastecimento de água por meio da alteração dos volumes dos reservatórios de água tratada

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ramos, Maria Cecília Gontijo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: combinatorial optimization; custo de energia; energy costs; multi-objective optimization; otimização combinatória; otimização multiobjetivo; redes de abastecimento de água; reservatórios de distribuição; service reservoirs; water distribution networks; water tanks
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27072022-104553/

Em 2018, 89% do consumo energético dos prestadores de serviço de saneamento no Brasil foram destinados ao abastecimento de água, que representou 14,5% do total das despesas (SNIS, 2018). Na operadora de água do município do São Carlos - SP, esse percentual foi de 21,5%. Uma maneira de reduzir o custo de energia em um sistema de abastecimento de água é através de alteração operacional dos sistemas bombeamento-reservação, podendo-se ampliar o volume de armazenamento para deslocar o consumo de energia em que são cobradas as maiores tarifas para os horários em que as tarifas são mais baratas. Por outro lado, os reservatórios representam uma parcela bastante pequena do total de custos para manutenção e operação da rede. No entanto, seu impacto no desempenho geral da rede é significativo, desproporcional aos seus custos. Nessa pesquisa, foi desenvolvido um modelo de otimização que visa minimizar o custo energético, a partir da alteração das capacidades dos reservatórios de distribuição de água. Dessa forma, foi proposto um modelo computacional - MOC (Modelo de Otimização Combinatória), empregando algoritmo Guloso (ou de Prim) e um simulador hidráulico e de qualidade da água fundamentado no EPANET 2.2, que foi aplicado ao modelo hidráulico de um setor de abastecimento de São Carlos-SP. Dado que o sistema de abastecimento estudado possui 3 subsistemas e estes podem operar de forma independente ou interligada, foram realizadas análises para esses dois cenários. Mesmo no cenário que resultou em menor compensação financeira, estima-se que a economia de energia compensaria o custo a mais na implantação dos reservatórios dentro de 4 a 5 anos. No melhor cenário, essa compensação ocorreria em um ano.