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Title: Otimização de sistemas de abastecimento de água considerando variáveis as condições de contorno do projeto.
Other Titles: Optimization of water supply systems considering the boundary conditions of the project.
???metadata.dc.creator???: SILVA, José Gomes da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: GOMES, Heber Pimentel.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SRINIVASAN, Vajapeyam Srirangachar.
???metadata.dc.contributor.referee2???: GALVÃO, Carlos de Oliveira.
???metadata.dc.contributor.referee3???: RIGHETTO, Antonio Marozzi.
???metadata.dc.contributor.referee4???: REIS, Luisa F. R.
Keywords: Redes de Abastecimento de Água;Projetos de Sistemas de Abastecimento;Métodos de Otimização;Qualidade da Água;Água - Fator Econômico;Water Supply Networks;Supply Systems Projects;Optimization Methods;Water Quality;Water - Economic Factor
Issue Date: 16-Dec-2003
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, José Gomes da. Otimização de sistemas de abastecimento de água considerando variáveis as condições de contorno do projeto. 2003. 259f. (Tese de Doutorado em Recursos Naturais), Programa de Pós-graduação em Recursos Naturais, Centro de Tecnologias e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba – Brasil, 2003. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9613
???metadata.dc.description.resumo???: Durante décadas, o dimensionamento de redes de distribuição dos sistemas de abastecimento de água foi feito pelos métodos tradicionais de Hardy-Cross e do Seccionamento Fictício. Somente a partir do final da década de sessenta, com o uso de microcomputadores, foi possível a aplicação das técnicas de otimização matemática no dimensionamento econômico de sistemas de distribuição de água, visando a obtenção do custo minimo total. Surgiram vários métodos de otimização de redes de distribuição de água, baseados nestas técnicas. No entanto, em todos eles, os parâmetros das condições de contorno do projeto são considerados invariáveis durante todo o seu alcance, ou seja, não se leva em consideração as variações que podem ocorrer na população, na rugosidade das paredes internas das tubulações, no consumo diário de água, na vazão media de projeto, no número de horas de bombeamento e nos fatores econômicos, desde o instante de implantação ate o final do período de exploração do projeto. Verificou-se, também, que nestes métodos não são considerados os efeitos dos custos do concreto estrutural do reservatório elevado necessário para a distribuição da água. Portanto, constatou-se a necessidade de se estudar as variações destes parâmetros e incorpora-los no processo de dimensionamento econômico dos projetos de sistemas de abastecimento de água. Desta forma, neste trabalho, realizaram-se estudos aprofundados sobre as variações desses parâmetros ao longo do tempo, sendo desenvolvidas ou adaptadas formulas para o calculo da rugosidade, perda de carga, população, vazão media de projeto, numero anual de horas de bombeamento e fatores econômicos. Estes estudos foram incorporados ao método de otimização de redes desenvolvido com base no modelo matemático da programação não linear, onde se consideraram as variações destes parâmetros durante todo o alcance do projeto. Também foi estudado o efeito dos custos do reservatório elevado no processo de otimização. A solução deste método foi feita através de um programa computacional desenvolvido neste trabalho e capaz de realizar a otimização do sistema. Aplicou-se o método no dimensionamento econômico das redes do bairro do Bessa (João Pessoa-PB) e a cidade de Itororó (Bahia).Constatou-se que o método e o programa computacional desenvolvidos neste trabalho se mostraram eficientes na determinação do custo ótimo total do projeto como também que devem ser considerados os efeitos das variações dos parâmetros das condições de contorno dos projetos na otimização de sistemas de abastecimento de água, tendo em vista que os mesmos tem influencia significativa nos resultados do dimensionamento. Observou-se, também, que o custo do concreto do reservatório elevado pode ser incluído diretamente no processo de otimização.
Abstract: For decades, the water supply system design was held by the traditional methods of Hardy-Cross and Fictitious Sectioning. Only since the end of the sixty decade, with the use of microcomputers it was possible the application of the mathematics optimization techniques in the economical design of the water supply systems, in order to obtain the minimal total cost. Based on these techniques, many methods of optimisation in the water supply system appeared. However, in all of them the parameters of the project's boundary conditions are considered invariable during all its range. It does not take into account the variation that can occur in the following aspects: population, internal roughness pipe walls, daily water consumption, project's average demand, number of pumping hours and in the economical factors, since the moment of the project's implantation until the end of its exploration period. It was also verified that in these methods the costs effects of the structural concrete of the elevated reservoir necessary for the water supply are not taking in account. Therefore, it was proved the necessity of studying these parameters variation and incorporating them in the process of the economical water supply system projects. In this work, deeper studies about the variation of these parameters along the time were carried out, in which some formulas were developed or adapted for roughness calculation, head loss, population, project average demand, annual number of pumping hours and economical factors. These studies were incorporated to the method of systems optimization developed with base on the mathematics model of the non-linear programming, in which the variation of these parameters are considered during all the project range. The costs effects of the elevated reservoir were also studied in the optimisation process. The solution of this method was held by a computation program developed in this work, which is able to carry out the system optmization. The method was applied in the networks economical system design in the Bessa district (Joao Pessoa -PB) and in the city of Itotoro (Bahia). It was proved that the method and the computation program developed in this work were efficient in the determination of the total optimum cost of the project. It was possible to conclude that the variation effects of the parameters of the project's boundary conditions should be considered in the optimization of the water supply system, taking into account that they have meaningful influence in the design. Finally, it was observed that the concrete cost of the elevated reservoir can be included in the optimization process.
Keywords: Redes de Abastecimento de Água
Projetos de Sistemas de Abastecimento
Métodos de Otimização
Qualidade da Água
Água - Fator Econômico
Water Supply Networks
Supply Systems Projects
Optimization Methods
Water Quality
Water - Economic Factor
???metadata.dc.subject.cnpq???: Recursos Naturais
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9613
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais.

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