Metodologia para otimização da regra de operação e avaliação do custo do ciclo de vida de sistemas de bombeamento de água

• Autor(a) principal: Lopes, Raynner Menezes
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/221572
• topic: Sistemas de bombeamento; Eficiência energética; Métodos de otimização; Abastecimento de água; Análise de custos; Algoritmo genético; Life cycle cost; Reliability of hydraulic pumps; Energy efficiency; Water hammer; Standpipe; SCE-UA

Os sistemas de bombeamento de água são estruturas importantes para a garantia de fornecimento de água potável às populações. No entanto, o custo do ciclo de vida desses sistemas pode torná-los inviáveis, especialmente devido ao custo de implantação e ao custo de operação, que constituem a maior parcela do custo do ciclo de vida do sistema. A elevação no preço das tarifas de energia elétrica também tem colaborado significativamente para os aumentos nos custos operacionais dos sistemas, fazendo com que diversos estudos de eficiência energética tenham sido e continuem sendo realizados. Nesta pesquisa foi desenvolvido modelo de simulação, para representar o custo do ciclo de vida de um sistema de bombeamento de água com velocidade rotacional constante. Para minimizar o custo do ciclo de vida do sistema, foi definida uma função-objetivo e utilizado o algoritmo mono objetivo, denominado Shuffled Complex Evolution – University of Arizona (SCE-UA) para minimizar esta função. No programa desenvolvido, foram utilizados dois tipos de dados de entrada, o conjunto de combinações de três parâmetros geométricos que caracterizam o sistema, altura geométrica, comprimento e diâmetro interno da tubulação, e curvas adimensionais de consumo de água, obtidas a partir do monitoramento em sistemas de distribuição reais. Com os resultados gerados, foi possível realizar caraterização detalhada da regra de operação do sistema, a partir da qual foi possível determinar os pontos de operação nos quais a bomba trabalha com menor desgaste. Também foi possível avaliar a eficiência energética do sistema por meio de indicadores, determinar a necessidade e o custo de implantação de dispositivo de proteção contra transientes hidráulicos, determinar o custo do ciclo de vida e suas composições, e gerar valores de referência para alguns indicadores que podem ser úteis no dimensionamento e análise de projetos de sistemas de bombeamento de água com velocidade rotacional constante.