Utilização de técnicas de otimização para a gestão do uso da água subterrânea - aplicação na fábrica de Aguas Claras do Sul da AMBEV

Abstract

Este estudo propõe-se a analisar o comportamento dos níveis hidráulicos do aquífero que abastece a fábrica de Águas Claras do Sul da Ambev durante o regime de operação dos poços de forma a determinar, através de ferramentas matemáticas de otimização, qual a melhor forma de utilização dos poços da fábrica. O objetivo principal do modelo matemático de otimização foi a maximização das cargas hidráulicas dos poços, considerando um aquífero livre, unidimensional e o bombeamento realizado em regime estacionário, considerando as características hidrogeológica da área de estudo e a demanda de água baseada em um histórico de vazões da fábrica. Para a realização das simulações matemáticas, utilizou-se o software GAMS e propôs-se 24 cenários de abastecimento da fábrica. Desta forma, avaliou-se a quantidade de água extraída em cada um dos sete poços da fábrica, para os 24 cenários propostos, de forma a garantir a maior soma possível das cargas hidráulicas durante o regime de operação. Isso garante o menor cone de depressão e a consequente minimização dos impactos ambientais causados ao aquífero pelo bombeamento de água subterrânea. Através deste estudo determinou-se que para pequenas demandas de água deve-se utilizar apenas um dos poços da fábrica, enquanto que para maiores vazões deve-se utilizar dois poços simultaneamente.

This study proposes to analyze the behavior of heads in an aquifer that supplies the Ambev’s plant of Águas Claras do Sul during the regime of operation of the wells to determine, through mathematical optimization tools, to determine the best operational system for the factory. The main objective of the mathematical model of optimization was the maximization of the well heads, considering a free aquifer, unidimensional and steady state pumping and taking into consideration the hydrogeologic characteristics of the area of study and the water demand based on a plant flow rate log. The GAMS software was used for the mathematical simulations and 24 water supply scenarios for the plant were considered. This way, the quantity of water extracted from each of the seven wells of the plant was evaluated, for the 24 scenarios proposed, in a way as to guarantee the largest possible sum of heads during the operation regime. That assures the smallest cone of depression and thus, the minimization of the environmental impacts to the aquifer due to the groundwater pumping. Through this study it was determined that, for small water demands only one well should be employed, while for larger flow rates two wells should be employed simultaneously.