Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Aplicação de algoritmos genéticos em operação de redes de distribuição de água com o uso de softwares R e EPANET visando ao controle de perdas de água – estudo em uma rede teórica
Autor(es): MARQUES, Sara Maria
Primeiro Orientador: SILVA, Fernando das Graças Braga da
Resumo: O uso desordenado dos recursos hídricos os leva ao esgotamento, resultando no surgimento de questões ambientais e sociais. Com isso, um aspecto relevante a ser observado nos sistemas de abastecimento de água são as perdas que ocorrem durante todo o processo operacional do sistema. Contudo, as maiores perdas de água estão nas redes de distribuição, que conduzem a água para residências, comércios e indústrias. Esse fato ocasiona perdas financeiras e principalmente perdas naturais. A preocupação que o tema traz é relevante à utilização medidas que permitam sua redução. Para isso, a utilização das simulações computacionais das redes tem o intuito de estudar seu comportamento, principalmente de identificar áreas propensas a perdas de água. Assim, desenvolveu-se, no presente estudo, metodologia de operação de rede de distribuição de água, utilizando de dois métodos: os algoritmos genéticos e a busca aleatória, visando à otimização do sistema por meio da otimização das pressões da rede e com isso, a redução das perdas. Foram alterados os parâmetros da rede teórica de estudo, como: nível do reservatório, rugosidade, diâmetro, demanda, bombas e as válvulas redutoras de pressão simultaneamente, utilizando das ferramentas R e EPANET. A redução de perda encontrada com a simulação por meio da utilização do Algoritmo Genético foi de 15,75%. Na simulação aleatória, a redução da perda encontrada foi de 9,79%. Além disso, os valores de pressões encontrados na geração ótima, apresentada pelo algoritmo genético, foram muito melhores que do aleatório, pois as pressões elevadas que a rede apresentava antes da simulação ficaram inferiores a 50 m.c.a. Assim, a simulação da rede de estudo sobre a utilização do método do algoritmo genético se mostrou muito melhor, com valores de perdas e pressão otimizados.
Abstract: The disorderly use of water resources leads them to depletion, resulting in the emergence of environmental and social issues. Thus, a relevant aspect to be observed in water supply systems are the losses that occur throughout the operating process of the system. However, the largest water losses are in the distribution networks, which lead water to homes, businesses and industries. This fact causes financial losses and mainly natural losses. The concern that the theme brings is relevant to the use of measures that allow its reduction. For this, the use of computer simulations of networks is intended to study their behavior, especially to identify areas prone to water loss. Thus, it was developed, in the present study, methodology of operation of water distribution network, using two methods: genetic algorithms and random search, aiming at the optimization of the system through the optimization of network pressures and thus the reduction of losses. The parameters of the theoretical study network were changed, such as: reservoir level, roughness, diameter, demand, pumps and pressure reducing valves simultaneously, using the tools R and EPANET. The loss reduction found with the simulation using the Genetic Algorithm was 15.75%. In the random simulation, the loss reduction found was 9.79%. In addition, the values of pressures found in the optimal generation, presented by the genetic algorithm, were much better than that of the random, because the high pressures that the network presented before the simulation were below 50 m.c.a. Thus, the simulation of the study network on the use of the genetic algorithm method was much better, with optimized loss and pressure values.
Palavras-chave: Rede de distribuição
Simulação hidráulica
Otimização da operação de redes de distribuição de água
Algoritmos genéticos
Busca aleatória
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IRN - Instituto de Recursos Naturais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Meio Ambiente e Recursos Hídricos
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3531
Data do documento: 15-Fev-2023
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