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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.106.2019.tde-20112019-211019
Document
Author
Full name
José Celso Marins
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Zambon, Renato Carlos (President)
Contrera, Ronan Cleber
Hidalgo, Ieda Geriberto
Martins, José Rodolfo Scarati
Title in Portuguese
Eficiência energética na operação de elevatórias em sistemas de adução para abastecimento de água
Keywords in Portuguese
Abastecimento de água
Eficiência energética
Programação não linear
Recursos hídricos
Reservatórios
Abstract in Portuguese
A otimização de sistemas de recursos hídricos tem sido cada vez mais importante, principalmente em regiões metropolitanas que apresentam baixa disponibilidade per capita de água. A Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) é uma daquelas que apresenta essa baixa disponibilidade. Em pesquisas anteriores foi desenvolvido o modelo SISAGUA de otimização não linear com prioridades preemptivas para o planejamento operacional de sistemas de abastecimento de água formados por múltiplos reservatórios, adutoras, estações de tratamento de água e pontos de atendimento a demanda. Nesse modelo, os custos de adução e de tratamento são considerados pelo valor médio por unidade de volume. Os custos de energia elétrica e produtos químicos no abastecimento de água tratada são significativos, com forte impacto nos custos operacionais e consequentemente nas tarifas. Propiciar a redução do consumo desses insumos, sem causar impacto na otimização da operação dos reservatórios de água bruta para outros objetivos como evitar ou minimizar racionamentos, traz importantes benefícios ao setor de saneamento. Foram estudadas melhorias na representação dos gastos com energia nas adutoras por recalque, sendo possível otimizar a operação com base nas associações de bombas das elevatórias e ainda priorizar a operação em horários onde o preço da energia é mais baixo. As modificações quando testadas nas elevatórias de água bruta da RMSP, em 06 cenários distintos de vazões afluentes e demandas de consumo, proporcionaram, em média, uma redução de R$ 18.725.000,00 nos custos de energia.
Title in English
Energy efficiency in operation of pumping stations in water main systems.
Keywords in English
Energy efficiency
Nonlinear program
Reservoir
Water resources
Water supply
Abstract in English
The optimization of water resources systems has been increasingly important, specially in the metropolitan regions that have low per capita availability of water. The Metropolitan Region of São Paulo (MRSP) is one of those that presents this low available. In previous researches, the SISAGUA optimization model was developed in nonlinear program with preemptive priorities for operational planning of water supply for multiple reservoirs, pipes, treatment plants water and demand nodes. In this model, the energy and treatment costs are considered by the average value per unit volume. Energy costs electrical and chemical products in the treated water supply are significant, with strong impact on operating costs and consequently on tariffs. Encourage reduction consumption of these inputs, without impacting the optimization of the operation of the reservoirs of raw water for other purposes such as avoiding or minimizing rationing, brings important benefits to the sanitation sector. Also have been study improvements in the representation of energy costs, have been possible the optimization the pumping operation, when the concessionary tariff is cheaper than other periods. Those changes when tested in raw waters pumping stations of the MRSP, in 6 inflow scenarios and water demand, provided on average, a reduction U$ 4.750.000,00 of the energy costs.
 
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Publishing Date
2019-12-05
 
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