Dimensionamento otimizado de redes de distribuição de água com componentes hidráulicos utilizando algoritmos genéticos

Abstract

Uma rede de distribuição de água é constituída por um conjunto de tubos que tem a finalidade de atender todos os pontos de consumo de uma cidade ou setor de abastecimento com vazão e pressão convenientes. Freqüentemente, para corrigir problemas de ordem topográfica ou de operacionalização, componentes hidráulicos como válvulas de retenção, válvulas redutoras de pressão e/ou bombas são incorporados na rede e a presença desses componentes modifica a solução da mesma. Desta forma, a análise em regime permanente de redes de distribuição de água incluindo os mais diversos elementos hidráulicos é um problema de grande importância na engenharia hidráulica. Este trabalho apresenta um modelo de otimização para o dimensionamento de rede de água com componentes hidráulicos utilizando a técnica dos algoritmos genéticos. O modelo foi aplicado numa rede de estudo onde componentes hidráulicos foram introduzidos em diversas formulações e as soluções geradas foram comparadas tendo como parâmetro o custo de implantação da rede. O modelo proposto demonstrou-se apropriado e a técnica dos algoritmos genéticos mostrou-se uma ferramenta eficaz na obtenção do projeto otimizado.

A water distribution network is constituted by a set of pipes with the purpose of taking care of all points of consumption in a city or supplying sector with convenient outflow and pressure. Frequently, to correct topographical order problems or operacionalization, hydraulical components as retention valves, pressure reduction valves and/or bombs are incorporated in the net and the presence of these components modifies the solution of the same one. Having this in mind, the analysis in permanent regimen of water distribution network including the most diverse hydraulical elements is a problem of great importance in hydraulical engineering. This dissertation presents a hydraulic optimization model dimensioning the water distribution network with hydraulical components with minimum cost using the technique of genetic algorithms. This model was applied in a study network where hydraulical components had been introduced in diverse formularization and the generated solutions had been compared having as parameter the cost of implantation of the water distribution network. The proposed model showed itself to be appropriate and the genetic algorithm has proven to be an efficient tool in obtaining optimized projects.