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Título: Modelo matemático de distribuição de água para otimização de custos elétricos
Título(s) alternativo(s): Mathematical model of water distribution for optimization of electrical costs
Autor(es): Garcia, Gabriel Rodrigues
Orientador(es): Fonseca, Keiko Verônica Ono
Palavras-chave: Modelos matemáticos
Água - Distribuição
Serviços de eletricidade - Custos
Controle de custo
Programação linear
Mathematical models
Water - Distribution
Electric utilities - Costs
Cost control
Linear programming
Data do documento: 10-Mai-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: GARCIA, Gabriel Rodrigues. Modelo matemático de distribuição de água para otimização de custos elétricos. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.
Resumo: Nos dias de hoje, uma das grandes preocupações da sociedade é o meio ambiente e o impacto das ações humanas sobre este. Neste contexto, um dos bens mais preciosos do meio ambiente é a água, crucial para a sobrevivência humana. Um dos principais meios de acesso à água no meio urbano é através das estações de tratamento que realizam a distribuição da água para a população utilizando bombas e encanamentos. Este processo usado pelas estações de tratamento de água, do ponto de vista dos custos com energia elétrica, atualmente, figura como o maior e principal gasto de diversas companhias de saneamento. O presente projeto apresenta o desenvolvimento de um modelo matemático em Programação Linear Inteira Mista que representa um sistema de transposição real de águas de uma empresa de tratamento de água. O referido modelo é comparado com dados reais visando sua validação para possibilitar seu uso como uma ferramenta de auxílio na tomada de decisões. Neste sentido busca-se a redução dos custos de energia elétrica do sistema de bombeamento a partir do desligamento das bombas no horário de pico e quando a demanda for baixa. As pressões geradas pelo sistema de distribui- ção de água também são uma variável importante para as companhias de saneamento sendo necessário manter o seu nível em uma faixa delimitada. Para tanto, os valores de saída do modelo (pressões geradas) são verificadas por um algoritmo, também desenvolvido no projeto.
Abstract: Nowadays, one of the great concerns of society is the environment and the impact of human actions on it. In this context, one of the most precious assets of the environment is water, which is crucial for human survival. One main means of water access in the urban environment is through water treatment plants that transpose the stored water to distribute it to the population using pumps and pipelines. Electricity cost is currently the largest and the most important expense of several sanitation companies when treating water. This project develops a mathematical model in Mixed Integer Linear Programming that represents a real water transposition system of a water treatment company. This model is compared with real operation data for validation and possible application as a tool for the decision-making process. In this sense, it seeks to reduce the energy costs of the pumping system by shutting down the pumps at peak and low demand times. The pressures generated by the water distribution system are also an essential variable for the sanitation companies. It is necessary to keep their level in a limited range; therefore, the output values of the model should generate bounded pressures checked by an algorithm also developed in the project.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32703
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