Dimensionamento ótimo de um sistema de recursos hídricos de grande porte : o projeto Arco-Íris, nordeste do Brasil

Abstract

A grande carência de água no Nordeste brasileiro é evidente, sendo uma das principais causas de seu atraso econômico. Na busca de alternativas para desenvolver a região têm sido preconizada a adoção da agricultura irrigada. Foram identificados solos aptos para esta atividade cujas demandas totais não apenas superam as disponibilidades hídricas como são localizados em bacias carentes de água. Por isso as transposições de água entre bacias hidrográficas são uma alternativa de intervenção que deverão ser adotadas com frequência cada vez maior. A complexidade de dimensionamento de sistemas de recursos hídricos, compostos por vários cursos de água e centros de consumo, ligados por reservatórios, canais e estações de bombeamento é um desafio para a engenharia de recursos hídricos. Técnicas de otimização matemática podem contribuir para responder a este desafio, viabilizando a adoção de alternativas economicamente eficientes e financeiramente viáveis. Este trabalho propõe uma metodologia de dimensionamento de sistemas complexos e de grande porte como os mencionados. A técnica utilizada é a programação linear. O modelo otimiza as dimensões dos elementos de projeto de forma a atender as demandas hídricas dos centros de consumo com mínimo valor presente dos custos de investimento, operação e manutenção. O teste é realizado em um sistema de recursos hídricos baseado no Projeto Arco-Íris, em estudo pela Companhia de Desenvolvimento do Vale do São Francisco (CODEVASF), localizado no Estado de Pernambuco.

Water scarcity in the Brazilian Northeast is one the main causes of its underdevelopment. Irrigated agriculture has been suggested as an alternative to this region’s development. Irrigable soils have been identified but their total water demand exceeds water availability and, also, they are located in basins with water scarcity. Therefore, interbasin water diversion is an alternative that may often be adopted in the future. The complexity of water resource systems sizing is a challenge to water resources engineering, when there are several water courses and consumption centers, linked by reservoirs, channels and pumping stations. Optimization techniques can contribute to achieving such a goal, allowing economically efficient and financially feasible alternatives. This paper proposes a methodology to optimally size complex, large-scale systems such as the above mentioned one. The technique adopted is linear programming. The model optimizes the project element sizes as to supply the consumption center water demands with the minimum current value of investment, operation and maintenance costs. A test is performed in a water resources system based on the Arco-Íris project, which is being studied by the Companhia de Desenvolvimento do Vale do São Francisco (CODEVASF), in the state of Pernambuco, Brazil.