Avaliação da eficiência de redes de distribuição de água ao longo da sua vida útil

• Autor(a) principal: Leandro Alves Evangelista
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/47474
• topic: Eficiência energética; Vida útil; Medidas de eficiência; Análise econômica; Engenharia sanitária; Recursos hídricos - Desenvolvimento; Eficiência energética; Água - Distribuição

A infraestrutura responsável por distribuir água para os mais diversos tipos de consumidores são as redes de distribuição de água (RDA). Por se tratar de uma infraestrutura básica para atendimento às mais variadas necessidades humanas, além de ter um funcionamento dinâmico bastante complexo, essas são amplamente abordadas em estudos da literatura. RDA operam por longos períodos de tempo, e nesse contexto o presente trabalho propõe avaliar o impacto que alterações das características físicas e hidráulicas que ocorrem ao longo da vida útil de uma RDA, tais como a rugosidade das tubulações, o índice de vazamentos, o consumo de água e a deterioração das bombas, terão em sua eficiência operacional e em termos de custos. Para isso, as variações de cada um dos parâmetros citados foram modeladas matematicamente dentro de um ambiente de programação (MATLAB), acoplado ao simulador hidráulico EPANET 2.2, para análises em dois estudos de caso com redes da literatura. A rugosidade das tubulações foi modelada considerando que esta aumenta em uma taxa conhecida utilizando a equação de Hazen-Williams. Os vazamentos foram formulados considerando uma parcela mínima que aumenta com o tempo, mais um valor variável em função das sazonalidades de pressão da rede, calculado pela equação de orifícios. O aumento da demanda foi realizado considerando que o consumo cresce na mesma proporção do aumento da população, que foi estimado por taxas de crescimento do IBGE. A deterioração das bombas foi realizada calculando uma nova altura manométrica a cada período de tempo, seguindo formulações e taxas observadas na literatura. Todos parâmetros citados foram variados em torno de um valor médio de referência, como forma de representar incertezas. Após as análises realizadas nos parâmetros, considerando uma vida útil de 20 anos, duas medidas de eficiência energética foram implementadas e avaliadas em um dos estudos de caso, e posteriormente essas tiveram sua viabilidade analisada do ponto de vista econômico. Os resultados das análises nos parâmetros mostraram que os custos de operação são mais impactados pelos vazamentos da rede, e as pressões operacionais sofrem mais influência do aumento da rugosidade nas tubulações. As medidas de eficiência energética se mostraram muito relevantes para que seja mantido o funcionamento adequado da rede ao longo de sua vida útil. Em relação as análises financeiras, estas mostraram que a implantação das medidas de eficiência energética são atrativas também do ponto de vista econômico, pois trouxeram reduções nos custos totais à longo prazo.