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Seminário: Planejamento, Projeto e Operação de Redes de Abastecimento de Água Avançadas ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE MALHADA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA A PARTIR DO SECCIONAMENTO FICTÍCIO José Vieira de Figueiredo Júnior 1 ; Manoel Lucas Filho 2 Resumo - O dimensionamento de uma rede de distribuição de água, pelo Método de Seccionamento Fictício, não é uma solução única, isto é, a solução encontrada por um projetista é diferente da solução encontrada por outros projetistas. Todas as soluções são válidas, porém, haverá uma que apresentará a solução com custo mínimo para a rede de distribuição de água e que atenda as normas existentes. Em função do avanço tecnológico com computadores mais velozes e a facilidade da aplicação de programas computacionais, este trabalho apresenta uma metodologia de dimensionamento ótimo de uma rede malhada de distribuição de água a partir do Método de Seccionamento Fictício e com a utilização da solução prévia do Método Granados para o cálculo da cota do reservatório. Abstract - A water distribution network sizing, by Fictitious Section Method, is not an only solution. The solution found by a planner is different from the solution found by other planners. All the solutions are valid, however, there will be one that will present the solution with minimum cost for the water distribution network assisting the existent norms. In function of the technological progress with faster computers and the easiness of computer programs application, this work presents a methodology of a water distribution network optimal sizing by Fictitious Section Method using .. Palavras-chave: rede malhada de abastecimento de água, seccionamento fictício, otimização. ___________________________ 1 Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte – Natal – RN Fone: 0xx84-232 4188 E-mail: [email protected] 2 Universidade Federal do Rio Grande do Norte – Natal – RN Fone: 0xx84-215 3766 E-mail: [email protected]

ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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Seminário: Planejamento, Projeto e Operação de Redes de Abastecimento de Água Avançadas

ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE MALHADADE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA A PARTIR DO SECCIONAMENTO FICTÍCIO

José Vieira de Figueiredo Júnior1; Manoel Lucas Filho2

Resumo - O dimensionamento de uma rede de distribuição de água, pelo Método deSeccionamento Fictício, não é uma solução única, isto é, a solução encontrada por umprojetista é diferente da solução encontrada por outros projetistas. Todas as soluções sãoválidas, porém, haverá uma que apresentará a solução com custo mínimo para a rede dedistribuição de água e que atenda as normas existentes. Em função do avanço tecnológico comcomputadores mais velozes e a facilidade da aplicação de programas computacionais, estetrabalho apresenta uma metodologia de dimensionamento ótimo de uma rede malhada dedistribuição de água a partir do Método de Seccionamento Fictício e com a utilização dasolução prévia do Método Granados para o cálculo da cota do reservatório.

Abstract - A water distribution network sizing, by Fictitious Section Method, is not an onlysolution. The solution found by a planner is different from the solution found by otherplanners. All the solutions are valid, however, there will be one that will present the solutionwith minimum cost for the water distribution network assisting the existent norms. In functionof the technological progress with faster computers and the easiness of computer programsapplication, this work presents a methodology of a water distribution network optimal sizingby Fictitious Section Method using ..

Palavras-chave: rede malhada de abastecimento de água, seccionamento fictício, otimização.

___________________________1 Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte – Natal – RN Fone: 0xx84-232 4188 E-mail:[email protected] Universidade Federal do Rio Grande do Norte – Natal – RN Fone: 0xx84-215 3766 E-mail:[email protected]

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ALGORITMO DO GRADIENTE CONJUGADO ESCALONADO EM RNAPARA A PREVISÃO DO CONSUMO HORÁRIO DE ÁGUA

EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO

Carla Silva da Silva1 e Paulo Sérgio Franco Barbosa2

Resumo – Este trabalho investiga a utilização do algoritmo do gradiente conjugado escalonadoem modelo de redes neurais artificiais na previsão da demanda horária de água em sistemasurbanos de abastecimento, tendo como área de estudo a zona da Alça Leste localizada naregião metropolitana de São Paulo. Os dados de entrada do modelo de previsão, são referentesà estação Penha. O modelo é testado sazonalmente para as quatro estações do ano. A escolhada técnica de RNA’s para o cálculo da demanda horária de água se deu pelo fato de que, emrelação às técnicas de séries temporais do tipo Box-Jenkins, as RNA’s conseguem calibrar combase em período de observações históricas de menor extensão, alcançando resultadospraticamente iguais.

Abstract - This work investigates the use of a model of artificial neural networks (ANN)aiming at forecasting the hourly water demand in urban water supply systems. The case studyarea is located in a branch of the metropolitan area of São Paulo, which is named Alça Leste.The input data are associated to the Penha station . The model is tested for four seasons, winter,spring, summer, autumn. The selected optimization algorithm, introduced by Moller in 1993, isthe conjugated gradient method, which is included in the group of the second order algorithms.The choice of the ANN technique to have an estimate of the hourly water demand, is based onthe superior advantages when compared to the performance of time series modeling (Box-Jenkins).

Palavras-chave: demanda, redes neurais, abastecimento de água.

___________________________1 Doutoranda em Recursos Hídricos, Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP, Rua Dr. Quirino no:563apto 84, Bairro Centro, CEP: 13015-080, Campinas, SP – Brasil. Tel: (019)32363260, email:[email protected] Prof. Adjunto, Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP, Caixa Postal 6021, CEP: 13084-971,Campinas, SP – Brasil; email: [email protected]

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ALOCAÇÃO ÓTIMA DE RECURSOS DE ÁGUA ASSOCIADA À OPERAÇÃOINTEGRADA DE RESERVATÓRIOS DE USOS MÚLTIPLOS – UMA AVALIAÇÃO

DE ALTERNATIVA PARA REFORÇO DO ABASTECIMENTO DE RECIFE

Paulo R. G. S. De Andrade1, Wilson F. Curi2, Rosires C. Curi3

Resumo – O desenvolvimento intensivo da economia e o rápido crescimento das cidades geralmenteresultam no incremento da demanda de água e mais poluição dos recursos hídricos disponíveis. Diante dacrescente disputa entre as demandas hídricas, sobressai-se a percepção de que a água é um bemeconômico, de elevado valor estratégico, e que deve ser gerenciada de forma racional. Os reservatórios,os mais importantes elementos dos sistemas de aproveitamento de recursos hídricos, são empregados paraa redistribuição espacial e temporal da água, em quantidade e qualidade. A alocação ótima da águaarmazenada em reservatórios deve se apoiar em um planejamento de operação previamente estudado,com base em um modelamento que defina o comportamento físico do sistema, com o objetivo demaximizar os benefícios advindos da disponibilidade hídrica. Este trabalho considera uma aplicação domodelo ORNAP, que é um software de otimização baseado em programação não linear, na análise daoperação integrada de dois reservatórios de usos múltiplos, localizados na bacia do rio Capibaribe, noestado de Pernambuco, Brasil. Os resultados obtidos possibilitam sugerir uma alternativa para reforço daoferta de água para o abastecimento da cidade de Recife e permitem concluir pela aplicabilidade eviabilidade do modelo como uma importante ferramenta para subsidiar o planejamento da operação dereservatórios, considerando múltiplos usos.

Abstract - The intensive development of the economy and the rapid growth of the cities usually results inan increased water demand and more pollution of the available water resources. Due to crescent conflictsamong the water demands, it stands out the perception that the water is a very economical patrimony withhigh strategic value, and that should be managed in a rational way. The reservoirs, important elements ofthe systems of use of water resources, they are used for the space and temporary distribution of the water,in amount and quality. The optimal allocation of the water stored in the reservoirs it should base in anoperation planning previously studied, with base in a model that defines the physical behavior of thesystem, in order to achieve the maximum benefits from the water uses . This work present an applicationof the ORNAP optimization software, based on a nonlinear programing, in the analysis of the integratedoperation of two reservoirs of multiple uses, located in the Capibaribe river basin, in Pernambuco state,Brasil. The obtained results make possible to suggest an alternative for reinforcement of the offer of waterfor the provisioning of the city of Recife and they allow to end for the application and viability of themodel as an excellent auxiliary tool to subsidize efficiently the planning of the operation of reservoirs,considering multiple uses.

Palavras-chave: Gestão de oferta de água; otimização, reservatórios

____________________________1 Engenheiro Civil; Pesquisador da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária (IPA);. Doutorando daUniversidade Federal da Paraíba, Av. Aprígio Veloso 882; 58109-970; Campina Grande-PB; Caixa Postal 505;Fone 83-310.1157; Fax 83-310.1388; e-mail [email protected] Engenheiro Elétrico; Professor Adjunto do Departamento de Física; Universidade Federal da Paraíba. 58109-970, Campina Grande – PB; Fone 83-310.1195; Fax 83-310.1005; e-mail: [email protected] Engenheira Civil; Professora Adjunta do Departamento de Eng. Civil; Universidade Federal da Paraíba. 58109-970,Campina Grande – PB; Fone 83-310.1157; Fax 83-310.1388; e-mail: [email protected].

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ANÁLISE DO DESGASTE DE COMPONENTES DE VÁLVULAS DE CONTROLEAUTOMÁTICAS EM OPERAÇÃO EM SISTEMAS PÚBLICOS DE ABASTECIMENTO DE

ÁGUA –CASOS OBSERVADOS

Wlamir Rodrigues 1; Edevar Luvizotto Júnior2

Resumo - O crescimento desordenado dos centros urbanos tem tornado os sistemas de abastecimento deágua complexos, devido às distâncias e condições topográficas diversas a serem transpostas, dificultandoseu controle e operação. Essas dificuldades se reverteram em crescentes avanços tecnológicos emelementos auxiliares de controle, possibilitando uma operação mais segura e confiável. Elementos como:Válvulas de Controle Automáticas (VCA), Inversores de Freqüência, Controladores LógicosProgramáveis (CLP), já não são mais um futuro distante, fazendo parte da rotina diária da grande maioriadas empresas de saneamento no Brasil e no mundo. Sendo estes equipamentos hidro-mecânicos eeletrônicos estão sujeitos ao desgaste de seus componentes resultante das sucessivas etapas de operação,que se não substituídos ou reparados provocarão desde o mau funcionamento destes equipamentos atédanos ao sistema. Neste artigo analisam-se situações de desgaste dos componentes de Válvulas deControle Automáticas (VCA) em operação em sistemas públicos de abastecimento, suas conseqüências epossíveis danos.

Abstract - The disordered growth of the urban centers gradually made the systems of water supplycomplex, due to the distance and diverse topographical conditions to be transposed, making it difficult itscontrol and operation. The difficulties that were produced caused the increase of technological advancesin auxiliary control elements that resulted in a safer and more reliable operation. Elements such as:Automatic Control Valves (ACV), Invertors of Frequency, Programmable Logic Controllers (PLC), arenot a distant future anymore, being now routine of the great majority of the Water Companies in Braziland the world. Being hydro-mechanical and electronic equipments, they are likely to have theircomponents worn out because of the successive and continuous stages of operation, if not substituted orrepaired, these components will provoke the bad functioning of the equipments or even damages to thesystem. The aim of this article is to evaluate the situations of consuming of the Automatic Control Valves(ACV) components in operation in public system of water supply, its consequences and possibledamages.

Palavras-chave: Válvulas de Controle Automáticas , Engenharia Hidráulica, Desgaste Mecânico,Cavitação, Vibração.

____________________________1 Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento S/A (Sanasa) – Av. da Saudade, nº 500 – PontePreta – Campinas – São Paulo – CEP: 13.041-670 Fone: (0xx19) 3735-5032 Fax: (0xx19) 3735-5070 e-mail: [email protected] Universidade Estadual de Campinas – Fac. Eng. Civil – DRH – Cidade Universitária “Zeferino Vaz” –Campinas – São Paulo – CEP:13.083-970 Fone: (0xx19) 3788-2314 Fax: (0xx19) 3788-2411 e-mail:edevar@ fec.unicamp.br

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ANÁLISIS DEL MODELO DE DETALLE DE UNA RED PARACAUDALES PUNTA

F. Javier Martínez Solano1; Vicente S. Fuertes Miquel1;José Luis Díaz Arévalo1

Resumen – Dependiendo del nivel de detalle utilizado, los modelos pueden clasificarse enmodelos estratégicos y modelos de detalle. En el caso de estos últimos, el objetivo perseguidoes en general comprobar la respuesta de la red ante situaciones excepcionales. En general, losdatos utilizados para asignar consumos a los nudos se obtienen de las facturaciones de losabonados al servicio. Esto hace que la demanda sea una media temporal del consumo quesuaviza los picos de caudal. En otras palabras, estaremos partiendo de datos que siendo ciertos,no representarán la realidad del consumo en estas situaciones. Aunque no de manerageneralizada, la afirmación anterior sí será cierta, al menos en aquellas conducciones de menortamaño, o mejor dicho, que abastecen a un menor número de abonados. En el presente artículose propone una metodología para asignar cargas correspondientes a consumos punta enmodelos de detalle. Esta asignación será válidatanto para el caso de que la red sea ramificadacomo para el caso de red mallada.

Abstract – The models of a water supply network are classified in detailed models andstrategic models depending on its characteristics. In the case of detailed model, the objectiveconsist of studying the behaviour of the network when extreme situations occurs. Usually,billing data from customers are used to estimate the demands at the network nodes. This madethat demand an average value of the flow. In other words, we are using true data to obtainfictitious situations. This is specially true when the network is smaller. In this article, amethodology to load allocation in detailed models is presented. This load allocation will bevalid for both branched and looped networks.

Palabras-Clave: Confección de modelos, simulación de redes, análisis de consumos.

___________________________1Grupo Mecánica de Fluidos – Universidad Politécnica de Valencia – Camino de Vera s/n – 46022Valencia – España. Teléfono: +34 96 387 76 11, Fax: +34 96 387 76 19. E-mail: [email protected].

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ASPECTOS DA IMPLANTAÇÃO DE UM SIG EM PEQUENOS E MÉDIOSABASTECIMENTOS DE ÁGUA

Cristiano C. Dorca1, Edevar Luvizotto Jr2., José Geraldo P. Andarade2

Resumo - Os Sistemas de Informações Geográficas, são uma forma moderna e eficaz deinterligar informações alfanuméricas a uma base geográfica espacial (informação cartográfica),permitindo as mais distintas análises conjuntas. Embora o SIG seja uma ferramenta de gestãodesejável , sua implantação efetiva é onerosa e um planejamento mal feita pode levar aomalogro todas as expectativas de benefícios que se objetivavam com a sua implantação. Ospequenos sistemas de abastecimentos de água que atendem as pequenas e médias cidades, viade regra não se dispõem de corpo técnico qualificado e de recursos para a implantaçãoadequada de um SIG. Neste sentido o presente trabalho apresenta um guia para implantação doSIG, para estes sistemas, com base no obtido de experiências relatadas na literatura.

Abstract - The Geographical Information System, are a modern and effective form of joinalphanumeric information to a space geographical base (cartographic information), allowingthe most different united analyses. Although SIG is a tool of desirable administration, yourimplantation it executes it is onerous and a planning badly fact can take to the failure all theexpectations of benefits that were aimed at with your implantation. The small systems of watersupplies that assist the small ones and averages cities, rule road if they don't have qualifiedtechnical body and resources for the appropriate implantation of a SIG. In this sense the presentwork presents a systematic of low cost implantation of SIG, for these systems, based intecnhical reports of literature.

Palavras – Chave: SIG, Abastecimento de Água, Sistemas de Informação, Gestão

____________________________1 Mestrando da Universidade Estadual de Campinas – Fac. Eng. Civil – DRH – Cidade Universitária“Zeferino Vaz” Campinas – São Paulo Fone: (0xx19) 3788-2314 Fax: (0xx19) 3788-2411 e-mail:[email protected] Professores da Universidade Estadual de Campinas – Fac. Eng. Civil – DRH – Cidade Universitária“Zeferino Vaz” Campinas – São Paulo Fone: (0xx19) 3788-2314 Fax: (0xx19) 3788-2411 e-mail:

Page 7: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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AVALIAÇÃO DE PERDAS EM SETOR DE ABASTECIMENTO DE ÁGUAEM CRUZ DE REBOUÇAS, MUNICÍPIO DE IGARASSU, ESTADO

DE PERNAMBUCO

Francisco de Assis Soares de Araújo1; Suzana Maria Gico Lima Montenegro2

Resumo - Este trabalho apresenta uma pesquisa feita cujo objetivo foi identificar, qualificar equantificar perdas de água no setor remembrado (105/110) da rede de abastecimento de águado Distrito de Cruz de Rebouças, Município de Igarassu – PE. Esse setor é alimentado porpoço artesiano e foi hidraulicamente isolado da rede de abastecimento à qual pertence. Osistema é operado pela COMPESA – Companhia Pernambucana de Saneamento e foi escolhidocomo um estudo de caso visando a identificação de metodologias apropriadas à detecção equantificação de perdas em sistemas de abastecimento de água, principais fontes de erro nasestimativas e dificuldades em geral. Foram instalados dispositivos de medição de vazão,volume e detecção de vazamentos, e efetuadas consultas aos cadastros técnico e comercial daconcessionária. Com os dados disponíveis foi procedida estimativa de perdas físicas e nãofísicas. Estimou-se a perda global em 32,26%. Do total de perdas, estimaram-se 4,65% deperdas físicas, 53,38% de perdas não físicas e, 41,97% de perdas não classificadas. Finalmente,são formuladas sugestões para que o sistema opere com taxas mínimas aceitáveis de perda deágua, considerando-se os controles administrativo e operacional integrados e sempreatualizados.

Abstract - This work presents the development of a research program aimed to identify,qualify and classify water losses in a sector of the water supply network of the district of Cruzde Rebouças, Igarassu, Pernambuco. This sector is being supplied by a deep well and has beenisolated from the sistem that is belongs. This sistem is operated by COMPESA-PernambucoWater Supply Company and has been chosen as a case study looking at to identify apropriatedmethodologies to the detection and quantify of losses in water supply network, the mistakestake its source from the estimatives and difficulties in general. Some equipaments for measureof outflaw, capacity and detection of leakages have been installed and analising comertial andtechnical date from the water supply company records. The global water loss in the studiedwater suply network sector has been estimated as 32.26%. The physical water losses have beenestimated as 4.65%. The non-physical water losses correspond to 53.38% of the total waterlosses, and the remaining 41.97% have been classified as others. Final sugestions arewithdrawn with respect to administrative and operational control actions aimed at the conditionfor the operation of the system under minimum water losses occurance.

Palavras-Chave: perdas em setor de abastecimento de água, detecção de perdas comhidrômetro-padrão.____________________________1Professor da Escola Politécnica de Pernambuco – UPE, Av. Getúlio Vargas, 940/201, Bairro Novo,Olinda-PE, CEP 53.030-010, Fone: 0xx81-3439.1796, Fax: 0xx81-3429.6689, E-mail:[email protected] da Escola de Engenharia–UFPE-CT, Av. Acadêmico Hélio Ramos, s/n, CEP 50740-530,Recife-PE. Fone: 0xx81-3271.8709, E-mail: [email protected]

Page 8: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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CALIBRAÇÃO DE REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA CONSIDERANDO ASPERDAS POR VAZAMENTOS EXPLICITAMENTE NO MODELO COM O USO DE

ALGORITMOS GENÉTICOS– APLICAÇÃO PARA REDE DA CIDADE DE SÃOCARLOS, SP

Fernando das Graças Braga da Silva1; Luisa Fernanda Ribeiro Reis 2; Alexandre Kepler Soares3

Resumo – As redes de distribuição de água são partes integrantes importantes dos sistemas urbanos deabastecimento. No sentido de dar suporte às atividades de operação, manutenção e reabilitação de taissistemas, a previsão do comportamento hidráulico das redes via computador é fundamental. Entretanto,previsões realísticas dependem da etapa de calibração que, dada a sua importância, vem recebendoatenção especial na literatura. Alguns trabalhos sugerem o emprego dos Algoritmos Genéticos (AGs)como ferramenta promissora na resolução de problemas combinatoriais complexos como a calibração demodelos de redes de distribuição de água, apresentando diversas vantagens sobre as técnicas deotimização convencionais, dentre as quais pode-se destacar a robustez. Este estudo propõe um modelo decalibração de redes de distribuição de água em termos das rugosidades absolutas e trechos dotados desingularidades tais como registros, incluindo perdas por vazamento explicitamente no modelo. Atecnologia dos AGs é utilizada na aplicação realizada para um setor de rede real da Cidade de São Carlos,S.P. Dois tipos de AGs são utilizados, cujas características são discutidas com base nos resultadosobtidos. As respostas do modelo de calibração mostraram-se consistentes tanto em termos dos valoressimulados para as variáveis de estado quanto para as variáveis de decisão determinadas.

Abstract - The water distribution networks are important parts of the urban water supply systems. Inorder to give support to the activities of operation, maintenance and rehabilitation of such systems, theforecast of their hydraulic behavior through computer is fundamental. However, realistic forecasts dependon the calibration stage that, given its importance, has received special attention in the literature. Someworks suggest the employment of Genetic Algorithms (GAs) as promising tool for resolution of complexcombinatorial problems like calibration models of water networks, presenting several advantages on theconventional optimization techniques, amongst which one can point out the robustness. This studyproposes a calibration model for water distribution networks in terms of the absolute roughness and linksendowed of accessories as valves, including the leakage explicitly into the model. GAs technology is usedin the application study for a section of the real network of the City of São Carlos, S.P. Twotypes of GAs are used, whose characteristics are discussed with fundaments in the obtained results. Theresults of the calibration model are shown consistent in terms of the simulated values for the statevariables and the determined decision variables as well.

Palavras-chave: redes de distribuição de água, calibração, algoritmos genéticos.

___________________________1 Doutorando em Hidráulica e Saneamento - Universidade de São Paulo – EESC – Departamento de Hidráulicae Saneamento – CEP: 13560-250, Caixa Postal 359, São Carlos, SP; fone:(016)273-9534; fax: (016)273-9550;[email protected] Professora Doutora - Universidade de São Paulo – EESC – Departamento de Hidráulica e Saneamento –CEP:13560-250, Caixa Postal 359, São Carlos, SP; fone:(016)273-9534; fax: (016)273-9550; [email protected] Mestrando em Hidráulica e Saneamento - Universidade de São Paulo – EESC – Departamento de Hidráulica eSaneamento – CEP: 13560-250, Caixa Postal 359, São Carlos, SP; fone:(016)273-9534; fax: (016)273-9550;[email protected]

Page 9: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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COMPARAÇÃO DE MÉTODOS DE CALIBRAÇÃO DE REDES HIDRÁULICAS

Peter Batista Cheung1, Robert Schiaveto de Souza2

Resumo - A finalidade do processo de calibração de uma rede de distribuição de água é ajustaros dados de entrada do modelo para reduzir o desvio entre os valores observados eprognosticados. Estas técnicas estão divididas em duas categorias principais: aquelas em queajustam apenas os coeficientes de perda de carga e outras em que ajustam os coeficientes deperda de carga e as demandas nos nós. Com o desenvolvimento de inúmeras técnicas decalibração, faz-se necessário um reexame dos modelos teóricos comumente utilizados. Nestetrabalho, dois métodos de calibração foram investigados, implementados e comparados em ummodelo de rede teórica. Os modelos são o método analítico e o método explícito. O principalobjetivo foi avaliar a eficiência destas técnicas de calibração e compará-las entre si. O métodoanalítico apresentou os menores desvios considerando o somatório das diferenças entre osvalores observados e os valores reais para os setores. O método de calibração explícito possuisua formulação diferenciada do modelo anterior e apresentou os maiores desvios, porém suaformulação permite a flexibilidade no sentido de incorporar outras variáveis de decisão decalibração, operação, projeto e componentes hidráulicos.

Abstract - The calibration process applied in water distribution systems is to reduce thedeviation between observed and predicted values. These techniques are divided in two maingroups: techniques that just adjust the pipe resistance coefficients and/or the nodal demands.Nowadays, with the development of calibration techniques, become necessary a investigationof the theoretical models used. In this work, two classic methods of calibration wereinvestigated, implemented and compared in an example network. The methods are the analyticmethod and explicit method. The main objective went evaluate to efficiency of thesecalibration techniques and compared them to each other. The analytic method presented thesmallest deviations considering the sum of the differences between observed and real values.The explicit calibration method possesses its differentiated formulation of the previous modelsand it presented the largest deviations, even so its formulation allows the flexibility in the senseof incorporating other variables of calibration decision, operation, project and hydrauliccomponents.

Palavras-chave: Redes Hidráulicas, Calibração, Coeficiente de Rugosidade, Demanda.

___________________________1 Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Hidráulica e Saneamento – Universidade de São Paulo -Escola de Engenharia de São Carlos - Departamento de Hidráulica e Saneamento - São Carlos, SP – C.P.359 – CEP: 13560-250 – Tel: (16) 2739534 Fax: (16) 2739550 - e-mail:[email protected] Professor Adjunto da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – Centro de Ciências Exatas eTecnologia – Departamento de Hidráulica e Transportes – Campo Grande, MS - C.P. 549 – CEP: 79070-900 – Tel: (67) 7873311 – ramal 2207 – Fax: (67) 787-2124 – e-mail: [email protected].

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CONTROLE DE PERDAS ATRAVÉS DA MICROMEDIÇÃO OTIMIZADA

Engª Lina Cabral adani ; Eng° e Tecn° Maurício André Garcia 1

Resumo – Neste trabalho é apresentada a empresa municipal de economia mista SANASA-CAMPINAS Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento S/A, situada no municípiode Campinas SP, cidade com 968.172 habitantes (Censo 2000), enfocando a Gerência deControle de Perdas e os programas permanentes que contribuíram para a redução do Índice dePerdas de Distribuição (IPD) de 37,7% em 1994 para 26,6% em 2001, destacando as atividadesdesenvolvidas no Setor de Micromedição, que juntamente com o Programa de Redução dePressão, tiveram papeis fundamentais no sucesso da Redução de Perdas da SANASACAMPINAS. Também é apresentada a tabela “Sustentabilidade do Programa de Controle dePerdas”, onde relacionamos os recursos financeiros investidos a cada ano, bem como osbenefícios alcançados (economia de água), concluindo-se que o Programa é auto sustentável,pois apresenta um resultado positivo superior a R$ 52.000.000,00 em oito anos, além dosbenefícios indiretos, como por exemplo, abastecimento contínuo sem racionamento ourodízios.

Abstract – This work presents the results of several continuous measures taken by themanagement of the Department of Water Loss Control (" Controle de Perdas") of SANASA, theWater and Sewage Company of Campinas, São Paulo, Brazil. Campinas has a population of968,172 (2000 census), and Sanasa is a mixed economy firm ("economia mista"). Thesemeasures resulted in a reduction of water loss from 37.7% in 1994 to 26.6% in 2001. Inparticular, the activities of the Micro Measurement Sector (" micromedição") and the PressureReduction Program have had a fundamental role in this reduction of water loss. Also a tablewhich relates the investment to the benefits (water economy) of these measures, by year, isgiven. It shows that the program is auto-sufficient, giving a positive result of R$52.000.000,00 in eight years, beyond some indirect benefits like continuous service withoutrationing.

Palavras-chave: Micromedição, Redução de Pressão, auto sustentável.

___________________________1SANASA CAMPINAS – Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento S/A – Diretoria Técnica –Gerência de Controle de Perdas – Setor de Micromedição – CEP: 13035-590 – Campinas SPFone: (19) 3233-6885 Fax: (19) 3233-9335 E-mail: [email protected]

Page 11: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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CONTROLE DE VAZAMENTOS EM REDE DE ABASTECIMENTO D’ÁGUA PARACAMPINA GRANDE-PB, BRASIL: A OPINIÃO DA SOCIEDADE

Cybelle Frazão Costa Braga1; Márcia Maria Rios Ribeiro2

Resumo - O controle de vazamentos em redes de abastecimento d’água é proposto como umadas alternativas de gerenciamento da demanda a fim de minimizar o problema deabastecimento d’água em núcleos urbanos. Neste artigo apresenta-se estudo que buscou obter aopinião da sociedade de Campina Grande-PB (Brasil) sobre a implantação de tal ação para estacidade, cujo sistema de abastecimento d’água tem vivenciado severa crise. Para obter estaopinião foram realizadas entrevistas com representantes de três grupos da sociedade: o poderpúblico, os usuários da água e a sociedade civil. Os resultados mostram que a alternativa seapresenta entre as mais desejáveis para a maioria dos entrevistados. Este alto grau depreferência reflete a vontade dos decisores de minimizar os vazamentos da rede deabastecimento d’água da cidade, como uma forma de aumentar a eficiência, e, até mesmo,ampliar a oferta de água do sistema.

Abstract – Leakage control in water distribution networks is proposed as one alternative forwater demand management in urban centres. This paper presents an investigation aiming atsurveying the society’s opinion on the implementation of this alternative, particularly inCampina Grande City, Brazil, whose water supply currently goes through a severe crisis.Representatives of three groups – government, water users and civil society – wereinterviewed. The results show that leakage control is one of the most desirable water demandalternatives for most of the interviewees. This high degree of preference shows thatminimisation of leakage in the distribution system is a means of increasing efficiency andwater availability in the system.

Palavras-chave: recursos hídricos, gestão participativa, gerenciamento da demanda urbana,controle de vazamentos.

___________________________1 Consultora do Proágua/Semi-árido. Secretaria Extraordinária do Meio Ambiente, dos Recursos Hídricose Minerais do Estado da Paraíba, R. João da Mata, S/N, Bloco II, 2º andar. Fone/fax (83) 218-4326.58.019-900, João Pessoa – PB, Brasil. [email protected] Professora no Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal da Paraíba, Caixa Postal 505,58.100-970 Campina Grande-PB, Brasil, fone 0XX-83-310 1157, [email protected]

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DIAGNÓSTICO DA OPERAÇÃO DO SISTEMA ADUTOR TRAIRI, RN

Klélita C. A. Medeiros1 e Antonio M. Righetto2

Resumo - A elaboração de modelos hidráulicos para a simulação da operação de sistemas derecalque tem a grande vantagem de analisar o funcionamento do sistema e detectar possíveisvulnerabilidades, considerando o horizonte global do ciclo diário. O presente estudo apresentauma metodologia para a determinação de um diagnóstico operacional de sistemas de recalquebaseada no desenvolvimento de um modelo hidráulico aplicado ao Sistema Adutor Trairi, RN,a fim de se avaliar a performance do sistema, com vistas à otimização operacional.

Abstract - The development of hydraulic models for modeling water pipe system operationand detecting possible vulnerability and weakness is very important and should be applied toall large water distribution systems. This paper presents a simple mathematical modeldeveloped to study the actual operation of the Trairi pipe system, a very important waterdistribution pipeline system of Rio Grande do Norte state. Besides it is presented a diagnose ofthe actual system operation.

Palavras-chave: sistemas de recalque; modelo hidráulico; simulações; diagnósticooperacional.

___________________________1 Mestranda do Programa de Pós-graduação em Engenharia Sanitária da UFRN; Rua Rio de Janeiro nº156, Neópolis, Natal-RN, 59080-290, email: [email protected], Fone: (84) 217-3414.2 Professor visitante, bolsista DCR CNPq; LARHISA, Departamento de Engenharia Civil, CT,Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Campus Universitário, 59072-970 Natal, RN, Caixa Postal1524; email: [email protected], Fone: (84) 215-3775

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DIMENSIONAMENTO E OPERAÇÃO DE SISTEMAS DE IRRIGAÇÃOLOCALIZADA CONSIDERANDO DIFERENTES TARIFAS DE ENERGIA

ELÉTRICA E TEMPOSDE IRRIGAÇÃO

Kennedy Flávio Meira de Lucena1

Resumo - Nesse trabralho realizou-se uma análise hidráulica e econômica do dimensionamento eoperação de um sistema de irrigação por microaspersão, com layout preestabelecido, através de ummodelo de programação não linear. A função objetivo do modelo é a minimização dos custos fixos,relativos aos equipamentos, e operacionais, relativos à energia elétrica. O problema de otimização foisolucionado utilizando-se o pacote computacional MatLab. O sistema é dividido em quatro sub-unidadese foram avaliadas diferentes combinações de unidades operacionais e dias irrigados. Constatou-se que onúmero de unidades operacionais e os dias irrigados afetam os custos do sistema. O custo total mínimofoi obtido para duas unidades operacionais e o menor tempo de irrigação. Os custos fixos diminuem como número de unidades operacionais e sofrem pouca influência do número de dias irrigados. Os custosoperacionais aumentam exponencialmente com o número de unidades operacionais e linearmente com onúmero de dias irrigados. As linhas laterais, os emissores e o centro de controle são os componentes demaior representatividade nos custos fixos. As tarifas de energia elétrica interferem tanto nodimensionamento quanto na operação do sistema e devem ser consideradas no planejamento da irrigação.A sub-unidade de custo mínimo apresenta linhas laterais e linha de derivação com dois diâmetros, naisquais se utiliza toda variação de pressão admissível.

Abstract - This study performs hydraulic and economic analysis of the design and operation of a trickleirrigation system, with predefined layout. A non-linear programming model, implemented in MatLab,was applied to minimise fixed and operational costs, including those of electrical energy. A four sub-unitsystem is analysed, with different combinations of operational units and consecutive days of irrigation.The results show that these two factors impact the costs of the system and the minimum was found fortwo operational units and the shorter irrigation time. Fixed costs decrease with the number of operationalunits and are not sensitive to the variation of the number of days with irrigation. Operational costsincrease exponentially with the number of operational units and linearly with the number of days ofirrigation. The lateral pipelines, the emitters and the control centre have major influence on the fixedcosts, being the energy tariff the most influential on the operational costs. The minimum-cost sub-unitpresents two-diameter lateral pipelines and a two-diameter manifold pipeline, which utilises the wholeadmissible pressure variation.

Palavras-chave: microaspersão, dimensionamento e operação, custos fixos e operacionais.

____________________________1 M.Sc. Engenharia Agrícola. Doutorando em Recursos Naturais, CCT/UFPB. Prof. do CEFET – UNEDCajazeiras – PB. CEP 58 900 000. (0XX) 83 531 4560. e-mail: [email protected]

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EFEITO DA RESERVAÇÃO INICIAL SOBRE O DESEMPENHO OPERACIONALDE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Rogério de Almeida1; Paulo Sérgio Franco Barbosa2

Resumo – No presente trabalho é apresentado um modelo hidráulico de otimização,estruturado na forma de um problema de programação não-linear inteira mista de grandeescala, como ferramenta de suporte para a obtenção de políticas operacionais ótimas emsistemas de distribuição de água em período estendido de 24 horas. O modelo proposto foiutilizado para avaliar as influências das condições iniciais de reservação de um sistema dedistribuição de água com relação ao consumo de energia elétrica associada às operações debombeamento de água de uma estação tipo booster . Os resultados indicaram que economias daordem de 36% no consumo de energia elétrica podem ser alcançadas alterando-se as condiçõesiniciais dos reservatórios do sistema. Além de se mostrar como uma ferramenta capaz defornecer subsídio para as tomadas de decisões operacionais, o modelo proposto se mostrouviável de implementações para aplicações em tempo real.

Abstract – A hydraulic network optimization model has been developed in this work. A largescale mix non-linear integer programming algorithm is used, addressing the optimaloperational policies for the water distribution system, taking a 24 h horizon planning intoaccount. The proposed model evaluates the influence of the initial storage conditions into theelectric energy consumption associated to the pump station used in the water distributionsystem. Optimal results from this study indicate that savings can reach to 36% on electricenergy consumption as a consequence of the initial storage conditions. Also, the proposedmodel can be used as an effective tool for decision making concerning with real-timeoperational issues.

Palavras-chave: Sistemas de Abastecimento de Água, Rede de Distribuição, Otimização deSistemas.

___________________________1 Doutorando em Recursos Hídricos, Faculdade de Engenharia Civil- FEC, Departamento de RecursosHídricos - DRH, Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP, Av. Albert Einsten, 951, Caixa Postal6021, Cidade Universitária “Zeferino Vaz”, CEP 13084-710, Campinas, SP, Brasil, Fone: 0xx14 19 3788-2359, Fax: 0xx14 19 3788-2411, e-mail: [email protected], home-page: www.fec.unicamp.br/~sishidro2 Prof. Adjunto, Faculdade de Engenharia Civil- FEC, Departamento de Recursos Hídricos - DRH,Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP, Av. Albert Einsten, 951, Caixa Postal 6021, CidadeUniversitária “Zeferino Vaz”, CEP 13084-710, Campinas, SP, Brasil, Fone: 0xx14 19 3788-2359, Fax:0xx14 19 3788-2411, e-mail: [email protected], home-page: www.fec.unicamp.br/~sishidro

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ESTADO DEL ARTE EN LA UTILIZACIÓN DE TECNICAS AVANZADAS PARA LABUSQUEDA DE INFORMACIÓN NO TRIVIAL A PARTIR DE DATOS EN LOS

SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

José Luis Díaz Arévalo1; Rafael Pérez García1

Resumen – La aplicabilidad de técnicas heurísticas combinadas con lo que genéricamente seha denominado minería de datos, es un tema de investigación que puede proporcionar una granutilidad en la búsqueda de patrones no triviales a partir de los datos disponibles en elplaneamiento, operación y gestión de las redes de abastecimiento de agua. Es importante teneren cuenta que en gran porcentaje el éxito en la aplicabilidad de estas técnicas radica en lainformación base de la que se disponga, es decir los datos (inputs) de entrada. El tema, pese algran potencial del que dispone, no ha sido aún muy desarrollado para aplicaciones deabastecimiento de agua potable, aunque en campos de finanzas, comunicaciones, negocios ypáginas web se está aplicando desde hace algunos años.

Abstract – The applicability of combined heuristic techniques with which generically datamining has been denominated, is an investigation subject that can provide a great utility in thesearch of patterns non-trivial from the data available in the planning, operation andmanagement of the networks of water supply. It is important to consider that in greatpercentage the success in the applicability of these techniques is in the information bases whichit is had, is to say the data (inputs) of entrance. The subject, in spite of the great potential whichit has, has not been still very developed for applications of potable water supply, although infields of finances, communications, businesses, pages Web it has been applied for some years.

Palabras – clave: Minería de datos, extracción de patrones, aplicaciones, sistemas deabastecimiento de agua.

___________________________1 Universidad Politécnica de Valencia – Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente –Grupo Mecánica de Fluidos – Camino de Vera S/N – CP 46022 – Valencia (España) –Tel: 34 96 3877611 – Fax: 34 96 3877619 E-mail: [email protected] ; [email protected]

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INDICADORES DE GESTÃO PARA SISTEMAS DE ABASTECIMENTODE ÁGUA

Neusa Aparecida Sales Silva1, Edevar Luvizotto Júnior2

Resumo: A gestão de uma empresa de abastecimento de água fundamenta-se em um conjuntode dados gerais, sobre os quais se geram informações (dados tratados) para que possam serexercidos os mecanismos de gestão, ou seja, tomadas de ações efetivas. As informações setraduzem normalmente em indicativos puros, tais como número de consumidores,quilometragem da rede, volume produzido, volume consumido, etc. As devidas relações destesindicativos “puros” podem fornecer valiosas informações de diagnose do sistema. Tais relaçõessão chamadas de “guias” ou indicadores de gestão. Apesar de ser uma ferramenta eficaz paradiagnóstico das empresas de abastecimento, a falta de uma cultura de manutenção de um bancode informações atualizadas, a falta de um rigor no trato destas informações, aliado aodesconhecimento do emprego de indicadores, faz com que seu uso esteja a quem do esperadono Brasil. Neste sentido o presente trabalho propõe uma prospecção dos indicadores jápropostos no Brasil e no mundo, para que, após uma análise crítica seletiva possam serestabelecidos os usos efetivos de indicadores de gestão nacional e internacional nos sistemas deabastecimento de água no Brasil.

Abstract – The management of a water supply company are based on general data, aboutwhich one generates information (treated data) so that the mechanism of management can beexercised, in other words, permanent actions may be taken. Informations are normallyexpressed in pure indicators, such as number of consumers, the length of the net, produced andconsumed volume , etc. The proper relation of this “pure indicators” can supply valuableinformation to examine the system such relation are called “guides” ou performance indicators.Inspire of being an effective tool for the diagnostic of the water supply company, the lack of amaintenance culture of a updated informations base, the lack of a rigor in treating theseinformation allied to one doesn’t know the use of indicators, makes it is few used in Brazil andin the world, so that after a select critical analysis the effective use of the national andinternational management indicators in the water supply systems in Brazil can be established.

Palavras-chave: Indicadores de Gestão, Sistemas de abastecimento, Gerenciamento

___________________________1 Mestranda - Universidade Estadual de Campinas – Unicamp – FEC Faculdade de Engenharia Civil –Área de Concentração Recursos Hídricos – Campinas – SP CEP: 13084-971 Cx. Postal 6021 Fone:0xx19-37882419 Fax: 0xx19-37882411 E-mail: [email protected] ;2 Professor da Faculdade de Engenharia Civil – Universidade Estadual de Campinas –– Campinas – SP,CEP: 13084-971 Cx. Postal 6021 Fone: 0xx19-37882419 Fax: 0xx19-37882411 –– E-mail:[email protected]

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MEDIÇÃO INDIVIDUAL DE ÁGUA EM APARTAMENTOS

Adalberto Cavalcanti Coelho 1

Resumo – O presente trabalho mostra o resultado da implantação da medição individual deágua no Estado de Pernambuco. Foi desenvolvido um modelo a luz das características locais,feitos os ajustes necessários de forma que hoje o projeto alcançou total sucesso com umaadesão ampla da população. Nos edifícios com hidrômetros individuais os consumos foramreduzidos e os moradores estão mais satisfeitos que com o sistema de medição global.

Abstract – This report show an experience with sub-metering in news buildings and oldsapartments buildings. The programme comprised a period of familiarization with localconditions through practical experience at Pernambuco, Brazil. During both the preparatorywork and detailed investigations a record was maintained of costs involved.

Palavras-chave – Medição individual de água em apartamentos, sub-medição, hidrometria,medição de água.

____________________________1 Cavalcanti Consultoria – Rua Gastão Vilarim, 102 – Jardim Atlântico – Olinda/PE CEP: 53140-330.Fone/fax: (081) 3432-2688 . Cel.: (081) 9133-1705 e-mail: [email protected]

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METODOLOGIA PARA ESTUDO DE PERDAS EM SETORDE ABASTECIENTO DE ÁGUA

Eng. Adalberto Cavalcanti Coelho1

Resumo – As perdas nas empresas de abastecimento de abastecimento de água do Brasilapresentam valores em média superiores a 40% do volume produzido. O desconhecimentoprofundo dos fatores que influem nestas perdas dificultam as ações corretoras e contribuempara a má operação favorecendo o desequlibrio econômico destas empresas. O presentetrabalho apresenta uma metodologia para estudo de perdas num setor da rede de distribuição deágua a partir de experiências realizadas no Nordeste do Brasil.

Abstract – The unnacounted for water in utilities of Brazil and Latin America show numbersuppers 40% of water distribuition . The present work show development of methodology foridentification the cause of unnacounted for water in distribution system. Was necessary fieldstudies of distribution system(mains records, pipe locating equipment, simple hydraulics, C –value determination, pressure measurement end equipment and flow measurement andequipment) .

Palavras-chave: setor de rede de distribuição de água, estudo de perdas, operação de rede deágua.

____________________________1 Cavalcanti Consultoria – Rua Gastão Vilarim, 102 – Jardim Atlântico – Olinda/PE CEP: 53140-330.Fone/fax: (081) 3432-2688 . Cel.: (081) 9133-1705 e-mail: [email protected]

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MODELAGEM COMPUTACIONAL DE TRANSIENTES HIDRÁULICOSEM SISTEMAS DE RECALQUE

Rodrigo Magalhães Neiva Santos1 Marco Aurélio Holanda de Castro2

Resumo - Neste trabalho desenvolveu-se um programa computacional para a análise do Golpede Aríete em adutoras, utilizando-se do Método das Características e das equaçõescaracterísticas de equipamentos normalmente encontrados nos sistemas hidráulicos. Procurou-se desenvolver um programa de fácil utilização e que possibilite o usuário visualizar ocomportamento das ondas de sobrepressão e subpressão decorrentes do fenômeno transitório,além de verificar a influência do reservatório hidropneumático e da válvula de alívio comodispositivos de alívio do golpe de aríete. Aplicou-se o modelo computacional nos seguintescasos: Estudo dos transientes hidráulicos em um sistema provocados pelo desligamento doconjunto moto-bomba; Análise da eficiência do reservatório hidropneumático e da válvula dealívio como mecanismos de atenuação do golpe de aríete; Análise da influência do momento deinércia das massas girantes do conjunto moto-bomba no transitório hidráulico. O programacomputacional desenvolvido apresentou resultados bastante satisfatórios na análise do golpe dearíete, possuindo uma interface de fácil utilização e visualização dos resultados. Esse fato éfundamental para que os projetistas e estudantes compreendam o comportamento do fenômeno.

Abstract - The main goal of this research is a development of a computer code for the analysisof the Water Hammer phenomenon in pipelines caused by a failure in the pumping system.This failure is common in pipelines specially due to cuts in the eletric power supply. Themodel developed using the Visual Basic computer language is easy to use and allows the userto visualize the dynamic waves of over and under pressures in real time. Besides these features,it allows an input of water hammer relief mechanisms such as air chamber and safety valve.The final part of this research consists on applying the computer code developed to realpipeline cases which involved: Water Hammer caused by the failure of the pumping system;Simulation of the consequences of the introduction of two relief mechanisms: air chamber andsafety valve. Analysis of the influence of the moment of inertia of the rolling masses of thepumps in water hammer phenomenon.

Palavras-chave: Modelagem; Golpe de Aríete

__________________________1 Universidade Federal do Ceará; Depto de Engenharia Hidráulica e Ambiental; Campus do PICI Bloco713, CEP:60000-00; Fortaleza; CE; Brasil; Telefone: (85) 2889623; Fax (85) 2889627; e-mail:[email protected] Universidade Federal do Ceará; Depto de Engenharia Hidráulica e Ambiental; Campus do PICI Bloco713, CEP:60000-00; Fortaleza; CE; Brasil; Telefone: (85) 2889623; Fax (85) 2889627; e-mail:[email protected]

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MODELO ARHIETE. ANÁLISIS DE TRANSITORIOS HIDRÁULICOSEN SISTEMAS COMPLEJOS MEDIANTE MODELO ELÁSTICO.

Pedro L. Iglesias Rey1; Vicente S. Fuertes Miquel1; Joaquín Izquierdo Sebastián1

Resumen – En el presente artículo se aborda una formulación alternativa de las ecuacionescorrespondientes a los fenómenos transitorios en conducciones. Cuando un modelo en régimendinámido se analiza mediante modelo elástico es necesario plantear toda una serie decondiciones de contorno. El planteamiento de cada una de ellas por separado requiere una grancantidad de formulación matemática y un importante desarrollo computacional. El métododescrito en este artículo pretende generalizar la formulación de las diferentes condiciones decontorno de un sistema hidráulico cuando se analiza un fenómeno dinámico elástico. Elresultado es un método flexible, capaz de adaptarse a las diferentes condiciones de contornoreales y al mismo tiempo compacto, por lo que no es necesario el desarrollo de una grancantidad de código para realizar modificaciones o ampliaciones en el mismo. El artículo tomacomo punto de partida un estudio previo de Izquierdo e Iglesias (1997), que constituye la basedel modelo DYAGATS válido únicamente para sistemas simples. En el artículo se aborda lageneralización para sistemas complejos, y la formulación obtenida constituye el núcleo delmodelo ARhIETE desarrollado por el Grupo Mecánica de Fluidos de la UniversidadPolitécnica de Valencia.

Abstract – In the present paper an alternative formulation of the equations for transientanalysis phenomena in conductions is undertaken. When a dynamic model is analyzed bymeans of model elastic is necessary to present all a contour conditions series. The behaviour ofeach one of them by separated requires a large quantity of mathematical formulation and animportant computational development. The method described generalize the formulation of thedifferent contour conditions of a hydraulic system when is analyzed with the elastic model. Theresult is a capable, flexible method of being adapted to the different real conditions of contourand at same time, for which is not necessary the development of a large quantity of code tocarry out modifications or enlargements. The paper takes like point of departure a prior studyof Izquierdo and Iglesias (1997), that constitutes the base of the model one DYAGATS validonly for simple systems. In the article the generalization for complex systems is undertaken,and the formulation obtained constitutes the nucleus of the model one ARhIETE developed bythe Grupo Mecánica de Fluidos of the Universidad Politécnica de Valencia.

Palabras-Clave: Análisis hidráulicos, régimen transitorio, modelo elástico.

____________________________1Grupo Mecánica de Fluidos – Universidad Politécnica de Valencia – Camino de Vera s/n – 46022Valencia – España. Teléfono: +34 96 387 76 11, Fax: +34 96 387 76 19. E-mail: [email protected]

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MODELOS DE SIMULAÇÃO HIDRÁULICA DIRIGIDOS PELA PRESSÃO (MSHDP)COM O SUPORTE DO EPANET

Alexandre Kepler Soares1; Luisa Fernanda Ribeiro Reis 2; Fernando das Graças Braga da Silva3

Resumo - Apesar do reconhecimento da importância dos modelos de simulação hidráulica aospropósitos de prognóstico do comportamento de sistemas de distribuição de águas paraabastecimento, diversas são as razões pelas quais companhias de águas preferem não utilizá-los. Dentre as referidas razões, pode-se destacar a falta de realismo das previsões realizadaspelos convencionais modelos de simulação hidráulica dirigidos pelas demandas (MSHDD).Este trabalho realiza análises de desempenho de modelos de simulação hidráulica dirigidospela pressão (MSHDP) por admitirem que tanto as demandas abastecidas como os vazamentospodem ser explicitados como funções das pressões. Utiliza-se de rede hipotética para exploraras conseqüências do emprego de diversas relações entre demandas, vazamentos e pressõesnodais já sugeridas na literatura, com o suporte do simulador hidráulico EPANET 2 (Rossman,2000). A partir do conhecimento prévio das vazões de abastecimento totais, estabelecem-se asfrações correspondentes aos vazamentos e às demandas efetivamente atendidas.

Abstract – In spite of recognizing the importance of hydraulic simulation models withpurposes of behavior prognostic of water supply distribution systems, several are the reasonswhy water companies prefer not to use them. Among such reasons, the inaccurate forecastsobtained through conventional demand driven hydraulic simulation models (MSHDD) shouldbe pointed out. This work analyses the performance of pressure driven hydraulic simulationmodels (MSHDP) admiting that the supplied demands as well as the leaks can be made explicitas pressure functions. A hypothetical network has been used to explore the consequences of theuse of several relationships among demands, leaks, and pressure nodes, with the support of thehydraulic simulator EPANET 2 (Rossman, 2000). Knowing beforehand the total supplydischarges, the fractions that correspond to the leaks and the effectively supplied demands canbe established.

Palavras-Chave: modelos, simulação hidráulica, redes de distribuição de águas, vazamentos,demandas dirigidas pela pressão.

____________________________1 Mestrando em Hidráulica e Saneamento - Departamento de Hidráulica e Saneamento - Escola de Engenhariade São Carlos - Universidade de São Paulo - São Carlos - SP CEP: 13.560-250, Caixa Postal 359, Fone: 0xx16-2739534, Fax: 0xx16-2739550, E-mail: [email protected] Professora Doutora - Departamento de Hidráulica e Saneamento - Escola de Engenharia de São Carlos -Universidade de São Paulo - São Carlos - SP CEP: 13.560-250, Caixa Postal 359, Fone: 0xx16-2739534, Fax:0xx16-2739550, E-mail: [email protected] Doutorando em Hidráulica e Saneamento - Departamento de Hidráulica e Saneamento - Escola de Engenhariade São Carlos - Universidade de São Paulo - São Carlos - SP CEP: 13.560-250, Caixa Postal 359, Fone: 0xx16-2739534, Fax: 0xx16-2739550, E-mail: [email protected]

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O MODELO GRAFO PARA RESOLUÇÃO DE CONFLITOS EO GERENCIAMENTO DA DEMANDA DE ÁGUA

Zédna M. C. L. Vieira1; Márcia M. R. Ribeiro1

Resumo – O gerenciamento da demanda de água implica na adoção de medidas para reduzir oconsumo e as perdas nos sistemas de abastecimento de água. Em uma gestão participativa, oprocesso de seleção de alternativas de gerenciamento da demanda a serem adotadas podeoriginar conflitos de interesses entre os responsáveis pela tomada de decisão, dificultando oconsenso. A Análise de Conflitos, ramo da Teoria dos Jogos, permite o estudo sistemático deconflitos, apontando as suas possíveis soluções. Este artigo descreve o Modelo Grafo paraResolução de Conflitos, desenvolvido por Fang et al (1993), analisando a sua aplicação naseleção de alternativas de gerenciamento da demanda urbana de água na cidade de CampinaGrande, estado da Paraíba, Brasil.

Abstract – Water demand management involves the adoption of measures in order to reduceconsumption and water supply systems losses. In a shared management, the water demandmanagement choice process can cause interest conflict between decision makers, which makesagreement difficult. Conflict Analysis, branch of Game Theory, allows the systematic study ofconflicts, forecasting their possible solutions. This paper describes the Graph Model forConflict Resolution, developed by Fang at al (1993) and analyses its application to a waterdemand management options choice for Campina Grande city, Paraíba state, Brazil.

Palavras-Chave – gerenciamento da demanda de água, análise de conflitos.

___________________________1 Univeridade Federal de Campina Grande – UFCG (antigo campus de Campina Grande da UniversidadeFederal da Paraíba) - Departamento de Engenharia Civil - Cursos de Pós-Graduação em Engenharia Civil– Área de Engenharia de Recursos Hídricos - Campina Grande – PB, Brasil – CP: 505 - 58100-970 -Fone: 55-83-3101157- E-mail: [email protected][email protected]

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OPERAÇÃO ÓTIMA DE SISTEMA URBANO DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

Antonio Marozzi Righetto1

Resumo - Este trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia para se alcançar aoperação ótima de sistemas de distribuição de água, envolvendo parâmetros relacionados como consumo de energia, confiabilidade operacional, satisfação quanto ao atendimento dademanda e controle das pressões nodais. O modelo computacional é composto dos modeloshidráulico e de otimização. O modelo hidráulico é baseado no das características paraescoamentos transitórios e o modelo de otimização baseado em algoritmo genético. Cincoparâmetros ou índices foram usados para avaliar a performance das regras operacionais aolongo de 24 horas de funcionamento do sistema: índice de consumo de energia, índice de níveld’água de reservatório, índice de atendimento de demanda, índice de adequação da pressãomédia e índice de mudanças operacionais. O modelo foi aplicado a um sistema fictício simplesa fim de ilustrar o procedimento proposto para a determinação das regras operacionaisdesejadas.

Abstract - The aim of this presentation is to provide insights into the important problem ofoperational rules optimisation of real water distribution system by focusing optimalperformance parameters related to the minimal energy consumption, maximum reliability,maximum demand satisfaction and the minimization of leakage through avoiding high nodalpressure distribution. To achieve this objective, a combined hydraulic and optimisation modelis developed based on the method of characteristics, genetic algorithm with optimal rankingfitness, and parameters for obtaining the desirable operation rule, stated in hourly values ofdecision variables. The hydraulic model is based on the unsteady flow equations in apressurized pipeline and their discretization by the Method of Characteristics. The optimisationprocedure follows the well-established Genetic Algorithm operators. Five distinct parametersor indices were used to measure the performance of a given operational rule in a 24-hourperiod: the total energy expenditure index, the tank water level index, the average deliverydischarge index, the average pressure adequacy index and operating switch index. Thesimulation-optimisation model is applied to a relatively simple network to illustrate theproposed procedures to determine the desirable operational rules.

Palavras-chave: otimização operacional; método das características; algoritmo genético.

________________________23/05/02(1) Professor Visitante da UFRN, programa de pós-graduação em Recursos Hídricos e SaneamentoAmbiental; LARHISA/CT/UFRN CEP 59072-970 Natal, RN. [email protected]

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OPERAÇÃO OTIMIZADA DE PARTE DO SISTEMA ADUTOR DE ÁGUA DECAMPINA GRANDE-PB

Juliana Maria do Socorro Gomes Barbosa1, Carlos Oliveira Galvão1, Heber Pimentel Gomes1,Clédson Wagner Souto Santana1

Resumo - Em geral, a otimização de um sistema de abastecimento de água consiste emminimizar o custo de operação, sendo um dos principais fatores a operação de bombas,responsável por grande parte do custo total de operação, devido ao investimento inicial e aoconsumo de eletricidade. Este trabalho apresenta a determinação de estratégias simples paraoperação de bombas em sistemas de abastecimento de água, buscando minimizar os custos como bombeamento. Analisa-se o comportamento de um sistema de adução real, com auxílio deum modelo de simulação computacional, WADISO. Definiram-se estratégias de operaçãobaseadas nos níveis dos reservatórios de distribuição, que determinam os momentos ligar edesligar cada bomba durante um período de 24 horas. Os resultados obtidos permitemcomprovar que é possível reduzir os custos com o bombeamento de água através de estratégiassimples de operação, atendendo às restrições de vazões e pressões mínimas e máximas, alémdas restrições operacionais das bombas.

Abstract - The optimization of a water distribution system is usually performed through theminimization of its operation costs, being one the most important those resulting from pumpingoperation. In this paper, simple strategies for pumping operations in water distribution systemswere determined, aiming at minimizing the pumping costs. An actual water pipeline,comprised of several pumping stations and tanks, was analyzed by means of a hydraulicnetwork computer simulation model, WADISO. Operation strategies were defined in the formof tank levels, which determine when each pump should be switched on/off, in a 24-hourperiod. The results showed the possibility of reducing water pumping costs through simpleoperation strategies, keeping pumping operational constraints as well as minimum andmaximum discharge and pressure constraints.

Palavras-chave: Bombas; Energia; Simulação.

____________________________1Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Campina Grande (antigo Campus deCampina Grande da Universidade Federal da Paraíba), Caixa Postal 505, Campina Grande, PB, 58100-970, tel (83) 310-1157, fax (83) 310-1388, [email protected], [email protected],[email protected] de Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba, Campus Universitário, João Pessoa, PB, 58000-000, tel (83) 216-7684, [email protected]

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PREVISIÓN DE LAS NECESIDADES DE INFRAESTRUCTURADE UN ABASTECIMIENTO DE AGUA:

APLICACIÓN A LA CIUDAD DE VALENCIA (ESPAÑA)

Rafael Pérez1; Javier Martínez1; Pedro L. Iglesias1; José Vicente Sisternes1

Resumo - Se presenta un trabajo relativo a la proyección de las necesidades de infraestructura(conducciones) para la ciudad de Valencia (España) en el horizonte 2002-2032. Para establecerlas hipótesis de cálculo sobre el aumento de las demandas de agua potable se ha trabajado enuna doble vía: por un lado se ha calculado el crecimiento de la población a partir deextrapolaciones de los datos históricos, y por otra parte, se ha calculado una previsión deincremento de la población a partir de los datos de la superficie urbanizable en la ciudad. Conlas previsiones de demanda se ha implementado un modelo hidráulico estratégico mediante elprograma SARA para dimensionar las nuevas tuberías necesarias y para comprobar elfuncionamiento de las tuberías existentes. Es de destacar la fuerte correlación entre lasprevisiones basadas en históricos de población y las previsiones basadas en el uso del suelourbanizable.

Abstract - The paper presents the forecast of the needs of infraestructure (pipes) for the city ofValencia (Spain) in the horizon 2002-2032. To establish the calculation hypotheses on theincrease of the demands of drink water the work has been developed in two ways: on one handthe population's growth it has been calculated starting from extrapolations of the historicaldata, and on the other hand, a forecast of the population's increment has been calculatedstarting from the data of the allovable land for building in the city. Starting with the demandforecasts a strategic hydraulic model has been implemented by means of the program SARAfor designing the new necessary pipes and to check the operation of the existent pipes. It is ofhighlighting the strong correlation among the forecasts based on historical data of populationand the forecasts based on the use of the land.

Palavras-chave: planificación de sistemas de abastecimiento, modelación de redes, diseño deredes, estimación de población, urbanística

________________________1Universidad Politécnica de Valencia – Grupo Mecánica de Fluidos - Dep. De Ingeniería Hidráulica yMedio Ambiente– Camino de Vera s/n – 46022 – Valencia (España) – Tf. +34 96 387 76 11 – Fax +3496 387 76 19. E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]

Page 26: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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PROJETO OTIMIZADO DE REDES COM MÚLTIPLASFONTES DE ABASTECIMENTO

Dimitri Pinto de Melo1, Heber Pimentel Gomes2

Resumo – Atualmente, várias pesquisas na área de projetos otimizados, em particular, emsistemas de abastecimento de água, têm sido desenvolvidas. Este trabalho é o resultado de maisuma destas pesquisas, em que se aplica uma metodologia desenvolvida, principalmente, para odimensionamento de redes de distribuição de água abastecidas com uma ou várias fontes. Pararealizar a otimização, aplicou-se o algoritmo GRG2, baseado na técnica dos GradientesReduzidos Generalizados. Os resultados encontrados alcançaram o objetivo de dimensionar arede com a obtenção do custo mínimo sem se obter a transformação da rede malhada emramificada.

Abscract - Actually, several researches in the area of development optimization, in particular,of systems of provisioning of water, they have been developed. This work is the result of moreone of these researches, in that a methodology is applied developed for the design of nets ofdistribution of water provisioned with an or multiple sources. To accomplish the optimization,the algorithm GRG2 was applied, based on the technique of the Widespread ReducedGradients. The found results reached the objective of design the net with the obtaining of theminimum cost without obtaining the transformation of the net threshed in having ramified.

Palavras-chave: Otimização, Programação não linear, Redes Malhadas, Múltiplas fontes deAbastecimento

____________________________1 Professor Substituto do Departamento de Engenharia Civil, CCT/UFPB, Campus I, João Pessoa-Pb.email: [email protected] Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Civil, CT/UFPB, Campus I, João Pessoa-Pb. email:[email protected]

Page 27: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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SIMULAÇÃO DE CENÁRIOS DE OPERAÇÃO DE SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃODE ÁGUA ATRAVÉS DO MÉTODO PNL2000

Marcus Carlos Costa Santos1; Heber Pimentel Gomes2

Resumo – Esse trabalho trata da aplicação do método PNL2000 na simulação de cenários deoperação de sistemas de distribuição de água. A metodologia adotada neste trabalho foi aProgramação Não Linear a partir do Método PNL2000 (GOMES e FORMIGA 2001) por serum método prático e com comprovada eficiência quanto ao dimensionamento econômico deredes. A edição do Método PNL2000 e os resultados das simulações se processam com autilização da planilha eletrônica Excel da Microsoft e a ferramentas Solver de otimização. OMétodo foi aplicado a duas redes de distribuição de água existentes, uma malhada e outraramificada: o Grande Anel da rede de distribuição de água da cidade de Recife-PE e o Setor 11do Perímetro Irrigado Senador Nilo Coelho em Petrolina-PE, respectivamente. Os resultadosobtidos através da utilização do método PNL2000 na simulação mostraram-se eficazes,fornecendo ao final um conjunto de dados que condizem com a realidade das redes dedistribuição utilizadas como exemplos de aplicação.

Abstract – This work deals with the application of PNL2000 method on simulation of watersupply network operation. The methodology adopted in the research was the Not LinearProgramming from Method PNL2000 (GOMES e FORMIGA 2001) for being a practicalmethod and with already proven efficiency how much to the economic sizing of pipelinenetworks. The edition of Method PNL2000 and the results of the simulations was applied withthe use of the electronic spread sheet Excel of the Microsoft and the optimization Solver tool.The method was applied the two existing networks of water distribution, one looped andramified other: the Great Ring of the Network of Water Distribution of the city of Recife-PEand the Sector 11 of Senator Nilo Coelho Irrigated Perimeter in Petrolina-PE, respectively. Theresults gotten through the use of PNL2000 in the simulation had revealed efficient, supplyingto the end a data set that if adjust with the reality of the used networks of supplying asapplication examples.

Palavras-chave: Simulação, PNL2000, Rede de Distribuição.

_____________________________1 Engenheiro Ambiental. Mestre em Recursos Hídricos, AERH/DEC/CCT/UFPB, Campus II, 58109-970,Campina Grande-PB. e-mail: [email protected] Professor Adjunto, Departamento de Tecnologia da Construção Civil, CT/UFPB, Campus I, JoãoPessoa-PB. e-mail: [email protected]

Page 28: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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SUBSÍDIOS À ESCOLHA DE TÉCNICAS DE REABILITAÇÃODE REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

Maria Alice Amado Gouveia Venturini1, Paulo Sérgio Franco Barbosa2

Resumo: Com o envelhecimento físico ou funcional, os sistemas de abastecimento de águapassam a requerer ações que os tornem eficientes novamente. O estado de ineficiência ocorrequando os sistemas não conseguem mais cumprir a missão para os quais foram projetados, ouseja, de satisfazer as necessidades de seus consumidores em termos de quantidade e qualidadede água aceitáveis, pressões adequadas, bem como, a qualidade e o preço dos serviçosprestados. Os aumentos nas interrupções no fornecimento de água são comuns, gerando ainsatisfação de seus usuários. Fica claro que a importância da reabilitação está intimamenteligada à diminuição do custo operacional, aumentando a segurança e a confiabilidade dosserviços prestados, através de medidas que retardem ao máximo os investimentos em futurasexpansões e possibilitem planejamento cauteloso das futuras ampliações do sistema, uma vezque os recursos financeiros das empresas de saneamento são limitados e muitas vezes escassos.Neste contexto o artigo apresenta novas técnicas para reabilitação dos sistemas de distribuiçãode água.

Abstract: Due to physical or functional aging, the water supply systems usually requirerehabilitation measures to recovery original efficiency. The inefficiency condition occurswherever systems cannot fulfill the original objective design purposes, what means, to supplythe consumers demand assuring appropriate water quantity, water quality, nodal pressures, andalso, high service levels. An inefficient condition also is associated to frequent interruptions ofwater supply, thus creating frustration from the end consumers. The importance ofrehabilitation programs is evident when considering the potential for reducing operationalcosts, to improve the reliability of the supply service, and also to avoid anticipated expansioncosts. All these factors are extremely relevant for water supply companies since financialresources are usually limited and sometimes scarce. In this context, this article presents newrehabilitation techniques addressing the water supply systems.

Palavras-chave: Reabilitação; Redes hidráulicas, Sistemas de abastecimento de água

___________________________1 Doutoranda em Recursos Hídricos, Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP, Caixa Postal 6021,CEP: 13084-971, Campinas, SP – Brasil; email: [email protected] Prof. Adjunto, Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP, Caixa Postal 6021, CEP: 13084-971,Campinas, SP – Brasil; email: [email protected]

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SUSTENTABILIDADE DA OFERTA DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO URBANONO SEMI-ÁRIDO BRASILEIRO: O CASO CAMPINA GRANDE

Carlos Oliveira Galvão1; Janiro Costa Rêgo1; Márcia Maria Rios Ribeiro1;José do Patrocínio Tomaz Albuquerque2

Resumo – No semi-árido brasileiro, localizado em sua região Nordeste, as redes deabastecimento urbano de água são supridas, em quase sua totalidade, por mananciaissuperficiais, denominados regionalmente de “açudes”. Os recursos de água subterrânea sãolimitados e, portanto, a oferta de água depende exclusivamente da reposição dos estoqueshídricos dos reservatórios superficiais durante o curto período chuvoso anual. Recentemente,vários sistemas de abastecimento entraram em colapso ou foram submetidos a severoracionamento, em virtude de que: a) a variabilidade climática é muito grande; b) as baciashidrográficas são, em geral, bastante impactadas por intervenções antropogênicas, como odesmatamento e a construção descontrolada de reservatórios; c) os reservatórios têm múltiplose conflitantes usos, inclusive irrigação; d) o monitoramento hidrometeorológico e dasdemandas de água são imprecisos ou, muitas vezes, inexistentes; e) as instituições responsáveispela gestão dos recursos hídricos ainda não estão adequadamente estabelecidas ouconsolidadas. Entretanto, novos instrumentos técnicos, jurídicos, institucionais e econômicosestão disponíveis para apoio à gestão da oferta de água e conseqüente garantia da suasustentabilidade. Estes desafios e as novas oportunidades de gestão são analisados utilizandocomo exemplo o caso do abastecimento da cidade de Campina Grande, no Estado da Paraíba.

Abstract – In the Brazilian north-eastern semiarid region, water distribution networks aresupplied, mainly, by surface reservoirs. Since groundwater resources are limited in the region,water supply is exclusively dependent on rainwater from the short rainy season. Recently manywater distribution systems were submitted to severe shortage, due to: (a) the highly variableclimate; (b) most of the drainage basins are highly impacted by anthropogenic interventions,such as deforestation and uncontrolled construction of reservoirs; (c) the reservoirs supplyurban areas and irrigated fields, that compete for the stored water; (d) hydrological and waterdemand monitoring data are imprecise and in some cases not available; (e) the watermanagement institutional setting is not yet established or consolidated. However, newtechnical, legal, institutional and economic instruments are available for the management of thewater resources and for its sustainability maintenance. These management challenges andopportunities are analysed in the case of the water supply of Campina Grande City, in theBrazilian State of Paraíba.

Palavras-chave: secas; variabilidade climática; semi-árido; sustentabilidade; reservatórios.

___________________________1 Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Campina Grande (antigo Campus deCampina Grande da Universidade Federal da Paraíba), Campina Grande, PB, CEP: 58.109-970 Fone:0xx83-3101157Fax: 0xx83-3101388 E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected] Professor Aposentado, Universidade Federal de Campina Grande, E-mail: [email protected].

Page 30: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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UM ESTUDO DA CONVENIÊNCIA DA CALIBRAÇÃO DAS RUGOSIDADESABSOLUTAS E FATORES DE ATRITO DE TUBOS DE UMA REDE DE

DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUACOM DADOS TRANSIENTES

John Kenedy de Araújo1; Fazal Hussain Chaudhry1

Resumo – Este trabalho estuda a conveniência da estimação das rugosidades absolutas em umarede de distribuição de água existente a partir de dados observados de carga hidráulica durantecondições transientes. O Método Transiente Inverso (MTI) com um Algoritmo Genéticoemprega o Método das Características (MOC) na solução das equações do movimento paraescoamento transiente em redes de tubos. Uma rede-exemplo simples é usada para estudarvários problemas de calibração relacionados à estimação das rugosidades absolutas e fatores deatrito. A rede-exemplo é composta de onze tubos, sete nós, e um reservatório. Vinte segundosde registro de cargas hidráulicas transientes resultantes da manobra de uma válvula em um dosnós da rede é usado no processo de calibração. Quatro casos baseados no grau de conhecimentosobre a rede são estudados: três referentes à estimação das rugosidades absolutas e um emrelação à calibração direta dos fatores de atrito. Foi encontrado que a qualidade da estimaçãodas rugosidades absolutas é melhorada conforme o aumento do grau de conhecimento dos tiposde tubos. A calibração das rugosidades absolutas indica ser mais adequada em relação àestimação direta dos fatores de atrito sobretudo devido a variação dos fatores de atrito duranteo evento transiente.

Abstract – This paper studies the adequacy of estimation of absolute roughness of pipes in anexisting water distribution network on the basis of hydraulic heads observed during transientcondition. The Inverse Transient Method of estimation using genetic algorithms employs theMethod of Caracteristics in the solution of equations of motion for water flow in the pipes. Anexample network is used to study various calibration problems related to the determination ofabsolute roughness and friction factor. The network is composed of 11 pipes, 7 nodes and 1reservoir. A twenty seconds record of transient hydraulic heads resulting from the operation avalvue in one of the nodes is used to effect the calibration. Four cases based on the degree ofknowledge about the network are studied: three are related to the estimation of absoluteroughness and the other calibrating flow-independent friction factors directly. It is found thatthe quality of estimation of the absolute roughness is improved as the knowledge about thekind of pipes is augmented. The calibration of absolute roughness shows itself to be moreapropriate than the direct estimation of friction factor as the former considers the variation offriction factors during the transient event.

Palavras-chaves : transientes em redes; método inverso.

___________________________1 Departamento de Hidráulica e Saneamento da Escola de Engenharia de São Carlos – USP, Caixa Postal359, CEP: 13560-970, São Carlos – SP. Fone:0xx16-2739552. E-mail: [email protected];[email protected]

Page 31: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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UM ESTUDO DE CASO DA OPERAÇÃO INTEGRADA ÓTIMA DE TRÊSRESERVATÓRIOS PARA O REFORÇO DO ABASTECIMENTO DA RMR

Rosires. Catão Curi1, Wilson. Fadlo Curi2, Dayse Luna Barbosa 3

Resumo: - Neste trabalho, foi estudado o comportamento da operação de um sistemaconstituído de três reservatórios em paralelo, Tapacurá, Goitá e Várzea do Una, sujeitos amúltiplos usos, localizados na Bacia do Capibaribe – PE, com o uso de um modelo deotimização. O objetivo foi decomparar o desempenho do sistema em duas situações: 1) as vazões mensais de Tapacurá eVárzea do Una para a estação de tratamento de Marechal Castelo Branco são variáveis dedecisão e 2) o sistema com funcionamento atual, ou seja, com as vazões regularizadas fixas. Odesempenho do sistema é medido em termos de maximização dos benefícios financeiroslíquidos advindos da irrigação de três perímetros irrigados e da piscicultura, atendido orequerimento de água para o abastecimento urbano, necessidades hídricas da regularização econtrole de cheia. O modelo usado foi o ORNAP, o qual é um modelo de otimização baseadoem programação não linear que trabalha a nível mensal. A análise do comportamento dosistema hídrico foi feita para um ano no qual foram adotados dados hidroclimáticos mensaismédios. Os resultados obtidos estimam receitas de 112.596,00 e 112.892,00, para os cenários 1e 2, respectivamente, enquanto atendem o requerimento de água para o abastecimento urbano,necessidades hídricas da regularização e controle de cheia. O ORNAP mostrou-se adequado eaplicável a esta classe de problemas.

Abstract: This work presents an optimal operation analysis study for three parallel reservoirssystem, Tapacurá, Goitá and Várzea do Una, within the Capibaribe river basin, PE, subject tomultiple uses. The objective of this work is to compare the performance of the system underthe assumption of: 1) The reservoirs´ water release are regulated and 2) they are decisionvariables of the problem. The objective function was net profit attained from irrigation ofthree cropfields and fishing activities while attending the required water urban demand,minimum regulated flow and flood control. The ORNAP model, which is a software based onnonlinear programming technique and works on a monthly basis, has been used. The time spanfor the solution procedure is one year using monthly average set of hydro-climate data. Theresults have shown that this system of reservoirs in parallel is able to attend the requirements ofurban water demands, regulated flow and flood control while generating estimated profits ofR$112.596,00 and R$112.892,00 for scenarios 1 and 2, respectively. The ORNAP has shownto be able to solve this class of problems.

Palavras-chave: Múltiplos reservatórios, Múltiplos usos e abastecimento urbano, Otimização

___________________________1 Profª do DEC-CCT-UFPB, Campus II, Av. Aprígio Veloso, 882, Bodocongó, Campina Grande. CEP:58109-970. Telefone: 83 310- 1290, e-mail: [email protected] Prof. do DF-CCT-UFPB, Campus-II, C. Grande-PB, fone:83-9312-5807, e-mail: [email protected] Mestre em Eng. Recursos Hídricos, DEC-CCT-UFPB, Campus II, Av. Aprígio Veloso, 882,Bodocongó, C. Grande-PB. Cep: 58109-970, Telefone: (83) 310-1157, e-mail: [email protected]

Page 32: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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UM MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE REDES PRESSURIZADASMALHADAS VIA PROGRAMAÇÕES NÃO

LINEAR E LINEAR.

Wilson Fadlo Curi1; Mosefran Barbosa Macedo Firmino2

Resumo - Neste artigo é apresentado um método de dimensionamento econômico de redeshidráulicas malhadas e pressurizadas, cuja solução é obtida em duas etapas. Na primeira etapa,utiliza-se de programação não linear para a resolução do problema onde as variáveis de decisãosão as vazões e os diâmetros da tubulação. As restrições envolvem as velocidades máximas emínimas admissíveis, conservação da massa nos nós e energia no circuito e requerimentos depressão mínima nos pontos de tomada d´água. Na segunda etapa, são escolhidos, para cadatrecho, dois diâmetros nominais, sendo um superior e outro inferior ao resultado obtido naetapa 1. A programação linear é, então, utilizada para se determinar o comprimento de cadaum dos dois tubos para cada trecho, considerando as vazões constantes e mantendo-se asperdas de carga por trecho iguais àquelas obtidas na primeira etapa. Este método foi aplicado aum exemplo que foi utilizado por vários autores na literatura. Apesar do método apresentar umcusto 1,48% mais caro que o melhor resultado obtido na literatura, atenção deve ser dispensadaà satisfação dos requerimentos de velocidade máxima.

Abstract - This work presents a method for optimal economic design of looped waterdistribution network, whose solution is achieved in two steps. At the first step, nonlinearprogramming technique is applied to solve the problem, in which the decision variables are thepipes´ segment flows and diameters. The maximum and minimum velocities, energy and massconservation and the minimum head requirement at each node are the constraints for theproblem. At a second step, two diameters, which are upper and lower nominal diameters of theresults attained at the first step, are chosen for each pipe segment. Then a linear programmingtechnique is applied to attain the length of each pipe segment while keeping the flows andheadlosses constant for each segment. This method was applied to an example used by severalauthors in the literature. This method presented a result which is 1,48% more expensive thanthe best result found in the literature. Attention should be paid at the satisfaction of themaximum velocity requirement

Palavras-chave: Redes malhadas, Dimensionamento, Otimização

___________________________1Professor do Depto. Física da Universidade Federal da Paraíba, CCT, Campus II, Rua Aprígio Veloso,882, Bodocongó, Campina Grande, PB, email: [email protected] , fone: (83) 310-1195, fax: (83)310-10112 Aluno de Iniciação Científica do Curso de Física da UFPB, CCT, Campus II.

Page 33: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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UMA INTERFACE GRÁFICA PARA O EPANET E PARA O LINGO

Marco Aurélio Holanda de Castro1 (Professor) , Felipe Fernandes Viana de Araújo1 (Bolsista);João Mateus da Rocha Furlani1 (Bolsista)

Resumo – O objetivo deste trabalho é apresentar um ferramenta gráfica para facilitar o uso doEPANET e do LINGO. Os programas que estão sendo utilizados no processo de otimização deredes são: AutoCAD, AutoLISP, Epanet e Lingo. A entrada de dados é feita a partir de umprograma desenvolvido em AutoLISP, dentro do ambiente AutoCAD, onde o usuário devefornecer as informações básicas do problema (população, índices, consumo per capita, arquivocom as curvas de nível, traçado da tubulação, reservatórios...), a partir das quais é gerado umdesenho da rede e dois arquivos com os dados do problema. O primeiro arquivo gerado é usadopor um compilador em Visual Basic, que gera um arquivo interpretável pelo LINGO,modelador matemático usado para otimizar o diâmetro das tubulações. O segundo arquivogerado é usado pelo Epanet, que permite fazer simulações de comportamento hidráulico equalidade da água em redes pressurizadas. Obtivemos como resultado uma poderosaferramenta capaz de otimizar o dimensionamento, realizar simulações e automatizar aelaboração de projetos de redes de abastecimento d’água.

Abstract - The main goal of this work is to present a graphical interface to the SoftwaresEPANET and LINGO. The programs used in the process of network optimization are:AutoCAD, AutoLISP, Epanet and Lingo. Running under AutoCAD, the AutoLISP.Thedeveloped software provides an integrated environment for editing network input data,generating a complete network drawing and two data files. The first data file is used by a VBcompiler, that generates another file in the format of LINGO, a mathematical software used tocalculate the optimal solution of piping diameters. The second data file runs in Epanet, asoftware that performs extended period simulation of hydraulic and water quality behaviorwithin pressurized pipe networks. The resualt is a powerful tool able to optimize waterdistribution networks, perform simulations and automate the elaboration of projects in watersupply networks.

Palavras-Chave: Interface Gráfica, Redes de Abastecimento d’água

____________________________1Universidade Federal do Ceará – Campus do Pici – Centro de Tecnologia – Departamento de EngenhariaHidráulica e Ambiental – Fortaleza - CE - Fone: 0xx85-288-9770 E-mail: [email protected] ;[email protected], mateusfurlani@ ig.com.br

Page 34: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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UMA PROPOSTA PARA A UTILIZAÇÃO DO CONTROLE ESTATÍSTICODO PROCESSO (CEP) ATRAVÉS DA CARTA "X" COMO UMA FERRAMENTA

GERENCIAL PARA A AVALIAÇÃO DA VAZÃOMÍNIMA NOTURNA DE UM SETOR

Edson Kurokawa1 ; Antonio Cezar Bornia2

Resumo - Uma das principais metodologias para avaliar o controle de perdas de água emsistemas de distribuição é através da análise da vazão mínima noturna. Com o uso desseprocedimento, é possível monitorar o comportamento da distribuição em um setor de estudo,analisando os consumos mínimos noturnos existentes. Através desta informação, é possívelestimar os principais componentes das perdas existentes. O uso do controle estatístico doprocesso (CEP) pode auxiliar na utilização dessa metodologia. Nesse caso, utiliza-se a carta"x". Através dessa ferramenta estatística, pode-se analisar esta variável física (vazão) daseguinte forma: estabelecendo os limites de controles de acompanhamento da variável;detectando graficamente se está ocorrendo piora ou melhora do processo; avaliando eacompanhando o processo da vazão mínima noturna e verificando padrões gráficos deocorrência que podem estar associados a anormalidades.

Abstract - One of the main methodologies to evaluate the water's losses control in distributionsystems is through the analysis of the nocturnal minimum flow. With the use of this procedureis possible to evaluate the behavior of the distribution in a sector’s study analyzing thenocturnal minimum consumption existings. Through this information is possible to esteem themain components of the existing losses. The use of the statistical process control (SPC) canassist in the utilization of this methodology. In this case it uses the X’s letter. Through thisstatistical tool we can analyze this physical variable (flow) of the following form: establishingaccompaniment controls limits of the variable; evaluating and accompanying the process of thenocturnal minimum flow; detecting graphically if it is occurring a worsening or animprovement of the process and verifying occurrence graphics standards that can be associateto the abnormalities.

Palavras chave: controle estatístico do processo (CEP), vazão mínima noturna, carta x, perdasde água.

____________________________1Engenheiro civil pela UFG e mestre em engenharia de produção pela UFSC. Trabalha na empresa Saneamentode Goiás S/A na supervisão de pitometria e macromedição. Filiação: Sadanobu Kurokawa e Keiko HigashitaniKurokawa. Endereço residencial: rua 236, n.º 375 apto. 703, Ed. Júlio Verne; setor Universitário. CEP 74.610-090 Goiânia – GO. Endereço comercial: avenida Vereador José Monteiro, 1957, setor Negrão de Lima. CEP74.650-250 Goiânia – GOTelefone residencial: 55 (0xx62) 202-35-47 e telefone comercial: 55 (0xx62) 202-40-60 r.206.e-mail: [email protected] e [email protected] mecânico pela UFPR, mestre e doutor em engenharia de produção pela UFSC. Professor adjuntoda UFSC. Endereço: UFSC- CTC – EPS, Caixa Postal 5192, Trindade. CEP 88.040-970 Florianópolis – SC.Telefone: 55 (0xx 48) 331-71-10 e-mail: [email protected]

Page 35: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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UTILIZAÇÃO DE ALGORITMOS EVOLUCIONÁRIOS MULTIOBJETIVOS NODIMENSIONAMENTO DE REDES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Klebber Teodomiro Martins Formiga1; Fazal Hussain Chaudhry2

Resumo – O dimensionamento de redes de abastecimento apresenta como seu principalproblema a determinação dos diâmetros das tubulações. Vários pesquisadores têm buscadonas últimas décadas uma metodologia capaz de dimensionar essas redes considerandodiversos aspectos e incertezas característicos desse tipo de projeto. O objetivo deste trabalhoé o emprego de um método multiobjetivo baseado em algoritmos evolucionários para ageração de uma série de soluções não-dominadas. As funções objetivos avaliadas foram: ocusto de implantação do sistema, as perdas por vazamento na rede e a capacidade deatendimento das vazões. Para a determinação da fronteira Pareto, utilizou-se o toolbox dedomínio público MOEA desenvolvido para o MATLAB acoplado a um simulador hidráulicohíbrido baseado no método de Nielsen. A metodologia mostra-se promissora, visto que épossível determinar a região não-dominada em um número relativamente pequeno deiterações.

Abstract – The critical problem in design of water supply networks relates to determinationof pipe diameters. Several authors have focused on the methods capable of sizing thenetwork considering uncertainty and other important aspects. This study presents anapplication of multiobjective decision making using evolutionary algorithms to generate aseries of nondominated solutions. The three objectives functions considered here includeinvestment costs, leakage losses and system demand supply ratio. In order to determine thePareto frontier the public domain toolbox MOEA developed to MATLAB coupled with ahybrid hydraulic simulator based on the method of Nielsen. This technique is found to bequite promising, the nondominated region being identified in reasonably small number ofiterations.

Palavras Chave: otimização multiobjetivo, projeto de redes, algoritmos evolucionários.

___________________________1 Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Hidráulica e Saneamento. Universidade de São Paulo –Escola de Engenharia de São Carlos– São Carlos - SP CEP: 13.560-250 Fone: 0xx16-3376-4386 Fax:0xx16-273-9550 e-mail: [email protected] Professor Titular do Programa de Pós-Graduação em Hidráulica e Saneamento. Universidade de SãoPaulo – Escola de Engenharia de São Carlos – São Carlos - SP CEP: 13.560-250 Fone: 0xx16-273-9534Fax: 0xx16-273-9550 e-mail: [email protected].

Page 36: ALGORITMO PARA O DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE UMA REDE

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UTILIZANDO A CARTA X PARA AVALIAÇÃO DE DADOS DIÁRIOS DAMACROMEDIÇÃO DE UM SETOR DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA TRATADA DA

CIDADE DE GOIÂNIA (CASO JARDIM AMÉRICA).

Edson Kurokawa1; Antonio Cezar Bornia2

Resumo - Uma das principais formas de controle setorial da distribuição usada nas empresasde saneamento é através da macromedição instalada na entrada desta região. Os dados geradosatravés desse processo podem ser avaliados com o uso do controle estatístico do processo(CEP). Nesse caso, é usada a carta x. Esse modelo de carta é utilizado nas situações nas quaisse trabalha com variáveis físicas e medidas individuais. O objetivo desse artigo é mostrar umaaplicação da carta x para análise de dados gerados através da macromedição setorial e suaspossíveis aplicações no controle de perdas de água tratada de regiões de controle.

Abstract - One of the main forms to sectorial control of distribution used in the water companysupply is through the macromeasurement installed in entrance of a region. The data generatedthrough this process can be evaluated by the Statistical Process Control (SPC). In this case isused the chart x. This model of letter is used for situations where it works with physicalvariables and individual measurements. The objective of this article is to show an applicationof chart x for analysis of the data generated in the macromeasurement of a sector and itspossibilities to application of sectorial control water's losses.

Palavras-chave: controle estatístico do processo (CEP), carta x, macromedição, controle,setor, perdas

___________________________1 Engenheiro civil pela UFG e mestre em engenharia de produção pela UFSC. Trabalha na empresaSaneamento de Goiás S/A na supervisão de pitometria e macromedição. Filiação: Sadanobu Kurokawa eKeiko Higashitani Kurokawa. Endereço residencial: rua 236, n.º 375, apto. 703, Ed. Júlio Verne, setorUniversitário. CEP 74.610-090 Goiânia – GO Endereço comercial: avenida Vereador José Monteiro,1957, setor Negrão de Lima. CEP 74.650-250 Goiânia – GO. Telefone residencial: 55 (0xx62) 202-35-47e telefone comercial: 55 (0xx62) 202-40-60 r.206. e-mail: [email protected] [email protected] Engenheiro mecânico pela UFPR, mestre e doutor em engenharia de produção pela UFSC. Professoradjunto da UFSC. Endereço: UFSC- CTC – EPS. Caixa Postal 5192, Trindade. Florianópolis – SC CEP88.040-970 Telefone: 55( 0xx 48) 331-71-10 e-mail: [email protected]