Resumo
Garantir o abastecimento da população concomitante ao uso consciente dos recursos hidráulicos e energéticos. Esse é o presente desafio dos gestores e das companhias de abastecimento de água. Em uma sociedade cada vez mais consciente e preocupada com o andamento do consumo desenfreado, a possibilidade de utilização eficiente de recursos indispensáveis ao desenvolvimento humano surge como incentivo ao desenvolvimento de novas tecnologias e pesquisas. Esse trabalho propõe a utilização da lógica fuzzy como sistema de controle robusto, aplicado em uma bancada experimental que simula o abastecimento de uma rede com duas zonas de pressão com topografias diferenciadas. Os controladores são ferramentas importantes na operação de processos automatizados que visam à realização de determinada operação de maneira a aproveitar ao máximo as ferramentas e equipamentos que compõe um sistema. Nesse artigo foi desenvolvido um controlador aplicável em um sistema centralizado. O objetivo do controlador é garantir as pressões de serviço nas duas zonas de topografias diferenciadas, a partir do controle da frequência do sistema de impulsão, formado por um conjunto motor bomba; e da angulação de uma válvula redutora de pressão situada a montante da zona de topografia mais baixa. Os resultados apresentados mostraram-se promissores, visto que o controlador conseguiu atuar, levando as pressões aos seus valores de referência, reduzindo o consumo energético, quando comparadas ao sistema sem controlador.
Introdução
A cada dia, novas tecnologias são desenvolvidas em diversas áreas, com o intuito de tornar as atividades mais eficientes e precisas, além de melhorar a qualidade de vida da população. Quão mais essenciais essas atividades, mais importantes se tornam essas descobertas. O setor de abastecimento de água é fundamental para o desenvolvimento de qualquer região, seja ela de pequeno, médio ou grande porte. Os Sistemas de Abastecimento de Água (SAA) trabalham com dois insumos básicos e estratégicos, água e energia, logo, sua utilização deve ser operacionalizada de maneira eficiente e econômica, reduzindo ao máximo os desperdícios ao longo da sua operação.
Um importante indicador de eficiência em um SAA é o índice de perdas de água, no Brasil este índice varia em torno de 38%, no entanto, em alguns estados alcança valores de 75%. Um dos grandes desafios enfrentados pelas operadoras desses sistemas no Brasil é conseguir efetuar uma redução em seu índice de perdas de água em cada uma das etapas do seu processo de fornecimento (ABES, 2013). Para Bezerra e Cheung (2013), as perdas reais, conceitualmente definidas como a parcela de água que não chega aos consumidores, em decorrência de vazamentos ou extravasamentos no sistema público de abastecimento; são decorrentes de vazamentos inerentes, não visíveis e visíveis.
As perdas de água registradas em um SAA são inerentes ao seu processo de funcionamento, no entanto, é possível reduzir esses valores a porcentagens mínimas. Para tanto, faz-se necessário um aperfeiçoamento na fase de monitoramento do sistema, com o intuito de registrar os pontos de operações mais deficientes, ou mesmo com valores acima dos propostos na fase de projeto.
O monitoramento dos SAA também é necessário, visto que o mesmo não é operado de maneira linear, ou mesmo previsível. A demanda hídrica de uma determinada região não é uniforme ao longo de todo um ano, ou mesmo ao longo de todo o dia. Há horários ou períodos em que uma maior vazão é solicitada, em meses ou dias mais quente, por exemplo. Neste sentindo, a utilização de sistemas automatizados que monitorem de forma segura a pressão na rede, pode ser visto como uma excelente ferramenta para a operação de setores de abastecimento.
Segundo Tsutiya (2006), a automação no abastecimento pode ser aplicada nas operações de captação e distribuição, por exemplo. Enquanto que, equipamentos de medição e transdutores, possibilitam a realização da supervisão e os controles necessários para manter o sistema operando de forma mais eficiente. Os sistemas de abastecimento automatizados permitem a utilização de ferramentas mais sofisticadas, que irão intervir de maneira direta na operação da rede. Esses controles, proporcionados por algoritmos robustos implantados no sistema, podem realizar manobras sem a intervenção do operador, conforme a necessidade de demanda hídrica. A utilização de controladores irá garantir não apenas a permanência dos serviços de abastecimento nos horários de maior consumo, como também permitirá uma diminuição nas perdas, oriundas da redução do excesso de pressão ao longo de toda a rede.
No SAA, onde as perdas ao longo da rede se mostram significativas, a aplicação de um controlador que regule parâmetros tais como vazão e pressão, favorece a economia através da redução da pressão, principalmente, nos momentos de menor consumo. Tendo em vista a redução da vazão nos horários de menor demanda, ou mesmo os vazamentos ao longo da rede de distribuição. Ainda segundo Bezerra e Cheung (2013), uma diminuição de 10% na pressão resulta em uma redução aproximada de 12% no volume perdido por vazamentos.
Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema de controle inteligente, sob a ação da lógica fuzzy, para a eficientização da operação de uma bancada experimental que simula de um sistema de abastecimento de água com duas zonas de pressão com topografias diferenciadas, com vistas à redução de perdas de água.
Autores: Kamilla Henrique Mendonça; Laís Régis Salvino; Anne Caroline Linhares Monteiro; Moisés Menezes Salvino e Heber Pimentel Gomes.
