Dimensionamento de adutora e reservatório em sistemas de bombeamento de água a partir da otimização de regras de operação

Abstract

Neste trabalho, um procedimento metodológico foi desenvolvido para uma tipologia genérica de sistema de bombeamento. Foram avaliadas 96 possibilidades geométricas para esse sistema a partir da combinação de diferentes alturas geométricas, comprimentos e diâmetros. Foram estudados 3 perfis de curva de consumo, com 4 volumes de consumo diário distintos para início e horizonte de projeto. O algoritmo Shuffled Complex Evolution foi empregado para obter a regra de operação otimizada, e a função-objetivo foi formulada para representar os custos de operação somados aos custos de instalação do sistema de bombeamento. Os resultados demonstraram que nem sempre é vantajoso o desligamento do sistema durante o período de ponta, especialmente nos casos de sistemas com elevada perda de carga. São propostos critérios de dimensionamento otimizados para o diâmetro da adutora e a capacidade do reservatório, contribuindo com a promoção da eficiência energética ainda na fase de projeto.

In this work, a methodological procedure was developed for a generic type of pumping system. The 96 geometric possibilities for this system were evaluated from the combination of different geometric heights, lengths and di-ameters. In addition, three consumption curves were studied, with four distinct daily consumption volumes, in two situations, project start and project final. The mono-objective evolutionary algorithm Shuffled Complex Evolution - SCE-UA was used to obtain the optimized operation rule of the pumping system. The objective function was for-mulated to represent the energy costs for 20 years of operation plus the costs of installing the system. The results demonstrated that it is not always advantageous to shut down the system during the peak period, especially in the case of systems with high pressure loss. Finally, design criteria optimized for the diameter of the pipeline and the capacity of the reservoir are proposed, contributing to the promotion of energy efficiency even in the design phase.