UNIDADE MÓVEL DE HIDRÁULICA PARA AVALIAÇÃO · PDF fileBrasil; Tel.: 35-3629-1382; Fax: 35-3629-1265; [email protected]; [email protected]; ... PB, email: {wfcuri,

VI SEREA - Seminário Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junho de 2006

1, 2, 3Universidade Federal de Itajubá – Instituto de Recursos Naturais, Av. BPS, Pinheirinho, 37500-903, Itajubá, MG, Brasil; Tel.: 35-3629-1382; Fax: 35-3629-1265; [email protected]; [email protected]; [email protected]

UNIDADE MÓVEL DE HIDRÁULICA PARA AVALIAÇÃO DE EFICIÊNCIA EM INSTALAÇÕES DE BOMBEAMENTO

Augusto Nelson Carvalho Viana1; Edson da Costa Borton2; Carlos Belmiro Campinho3

Resumo – O PROCEL/ELETROBRÁS financiou o Laboratório de Etiquetagem de Bombas (LEB) instalado no Instituto de Recursos Naturais da Universidade Federal de Itajubá para ser uma referência nos ensaios de performance desse tipo de equipamento e atender o Programa Brasileiro de Etiquetagem junto aos fabricantes de bombas. O LEB, na sua primeira etapa, está limitado em 50kW de potência e 0,100m3/s de vazão. As boas condições do laboratório apresentam pequenas incertezas nas medidas dos parâmetros como pressão, vazão, temperatura, potência e outras variáveis que compõem um ensaio de rendimento de uma bomba. Para complementar o LEB propõe-se nesse trabalho um Laboratório Móvel equipado com instrumentação adequada para avaliar conjuntos moto-bomba instalados nas empresas de saneamento. Abstract – PROCEL/ELETROBRÁS financed the Pump Labeling Laboratory (LEB) installed at the Itajubá´s Federal University´s Natural Resources Institute to be a reference in the performance of tests on this type of equipment and to attend the Brazilian Program of Labeling together with the manufacturers of the pumps. The LEB, in its first stages, is limited to tests in 50 kW of energy and 0,1000 m³/s of flow. The good conditions of the laboratory present small uncertainties in the measurements of parameters such as pressure, flow, temperature, energy and other variables that compose the performance test of a pump. To complement the LEB and attend higher energies in already existing installations, in this work we propose a Mobile Laboratory, equipped with adequate instrumentation for testing motor pump sets installed in the industry, in sanitation and in rural areas with the purpose focused on the conservation of energy. Palavras-chave: Instalações de bombeamento, conservação de energia, ensaios de bombas.


A IMPORTÂNCIA DA DISTRIBUIÇÃO DE VAZÃO NOS NÓS NA SIMULAÇÃO HIDRÁULICA UTILIZANDO O SOFTWARE EPANET

Daniel Mescoito Gomes1; Gilberto Caldeira Barreto; Lucy Anne Cardoso Lobão Gutierrez; Valdinei Mendes da Silva; José Almir Rodrigues Pereira.

Resumo – Comparação de diferentes metodologias para calcular a vazão especifica de distribuição da demanda de água nos Nós da rede de distribuição de sistemas de abastecimento de água. Foi utilizado software EPANET na simulação do desempenho hidráulico de sistema de abastecimento de água. A vazão especifica foi calculada, para os cenário 01 e 02, com base no comprimento de rede (l/s.m) e no número de economias (l/s.economia), respectivamente. Foi verificada grande diferença nos resultados dos relatórios de consumo, pressão e velocidade sendo que a distribuição dos consumo com base no número de economias é mais aproximada da realidade dos sistemas de abastecimento de água. Abstract – Comparison of different methodologies to calculate the flow specifies of distribution of the demand of water in the Knots of the net of distribution of systems of provisioning of water. The Software EPANET was used to simulate the hydraulic acting, being the flow specifies calculated us scenery 01 and 02 with base in the net length (l/s.m) and in the number of economies (l/s.economia), respectively. Great difference was verified in the results of the consumption reports, pressure and speed and the distribution of the consumption with base in the number of economies is approached of the reality of the systems of provisioning of water. Palavras-Chave: Economia, simulação hidráulica, sistema de abastecimento de água, EPANET.

1Universidade Federal do Pará – Campus Universitário do Guamá, Rua Augusto Côrrea, 01 CEP 66075-110 - Caixa postal 479 PABX +55 91 3183-2121 - Belém - Pará E-mail: [email protected]; [email protected]


ADAPTACIÓN DEL MÉTODO DE HUNTER PARA LAS CONDICIONES LOCALES EN COLOMBIA

Nelson Yovani Castro Ladino1,Jorge Enrique Garzón Garzón2,Rafael Orlando Ortiz Mosquera3

Resumen: Dando continuación al artículo “Métodos para el Cálculo de Caudales Máximos Probables Instantáneos”; y tomando como base los resultados de dicho artículo en el cual se analizaron los resultados de la aplicación de cada método a todas las edificaciones, se observa que los Métodos Racional y de Hunter Modificado son los que se adaptan mejor a los resultados de los caudales aforados, sin embargo el Método Racional se descarta por el resultado de caudal inferior al caudal aforado en el Conjunto Residencial Takay II. En vista de lo anterior, se dirigió la investigación a realizar algunas modificaciones del Método de Hunter y generar una metodología más ligada a las condiciones locales, la cual se denominará “Hunter para Colombia”. Abstract: Giving continuation to the article methods for the calculation of instantaneous probable maximum flows"; and taking like base the results of this article in which the results of the application were analyzed from each method to all the constructions, it is observed that the Rational Methods and of Modified Hunter they are however those that adapt better to the results of the seating flows, the Rational Method it is discarded by the result of inferior flow to the flow appraised in the Residential Group Takay II. In view of the abovementioned, she went the investigation to carry out some modifications of the Method of Hunter and to generate a bound methodology to the local conditions, which will be denominated Hunter for Colombia." Palabras claves: Hunter Para Colombia y Caudal de diseño

1 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: [email protected] 2Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: [email protected] 3 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica – M. Sc. En Docencia – Candidato a M. Sc. en Recursos Hidráulicos – Director de la Unidad de Hidráulica - Integrante GIREH ( Grupo de investigación de Recursos Hídricos) - Bogota, Colombia. Tel: (+57) 1 3165000 Ext. 13474 – Fax: (+57) 1 3165563 E-mail: [email protected]


ANÁLISE DA VAZÃO DE DILUIÇÃO DE POLUENTES EM SISTEMA DE OTIMIZAÇÃO INTEGRADO DE DOIS RESERVATÓRIOS EM SÉRIE NO SEMI-ÁRIDO

NORDESTINO

Valterlin da Silva Santos1; Mosefran Barbosa Macedo Firmino; Allan Sarmento Vieira¹;

Wilson Fadlo Curi²; Rosires Catão Curi². Resumo - Planejamento, gestão e sustentabilidade são conceitos imprescindíveis quando se pensa em garantir água em quantidade e de qualidade para gerações atuais e futuras. São mais importantes nas regiões semi-áridas onde há grande variabilidade espacial e temporal e uma crescente demanda dos recursos hídricos, que vem gerando situações de conflitos. Na busca do uso racional, modelos de otimização vêm sendo utilizados na análise de sistemas de recursos hídricos, proporcionando soluções ótimas sob diversos aspectos. Seguindo esta linha de pensamento foi desenvolvido neste trabalho, um modelo de programação linear integrado para o subsistema Catolé – Poço Redondo, situado na bacia do Rio Piancó no estado da Paraíba. O objetivo é a maximização da receita líquida com alocação de áreas para irrigação enquanto liberando água dos reservatórios para diluir os efluentes das cidades pertencentes ao sistema. Com relação às restrições, foram consideradas as limitações físicas do sistema, os critérios operacionais dos reservatórios, os perímetros irrigados e o critério de sustentabilidade hídrica. Os resultados mostraram que o reservatório de Catolé não atente a demanda de vazão de diluição da cidade de Manaíra. Além disso fica evidenciado a viabilidade da implantação de um perímetro irrigado de 500 ha. Abstract – Planning, management and sustainability are important concepts when dealing with the provision of water in terms of quality and quantity to satisfy the nowadays and the future demand requirements. They are important to apply at semiarid regions, where there is a great seasonal and spatial variability of water availability. Moreover, the increasing demand for water supply leads to conflict situations. In a search of rational water use, optimization models have been used to analyze water resources systems, providing optimal solutions for a set of selected constraints. Thefore, a linear programming model for the Catolé–Poço Redondo system of reservoirs, located at the Piancó river basin in the Paraíba state, was developed and is presented herein. The objective is to maximize the net profit from selecting seasonal or perennial crops and allocating irrigated areas while releasing water from reservoirs to dilute the cities effluents and comply with water quality requirement. The constraints to the problem are related with the physical limitations, the operational criteria of the reservoirs and irrigated perimeters and, finally, the water sustainability. The results have shown that the Catolé reservoir is not able to release enough water to dilute the Manaira effluents and meet downstream water quality requirements. Moreover, an irrigated perimeter of 500 ha is possible to be implemented. Palavras-Chaves – planejamento, sistema integrado, otimização, sustentabilidade.

1 Mestrando CT-Hidro/CNPq, Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, CTRN/UFCG, Campina Grande – PB (0XX83) 3310-1157, e-mail: {valterlin, mosefran, allansarm}@gmail.com 2 Professores (a) PHD, Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, CTRN/UFCG, Campina Grande – PB, email: {wfcuri, rosirescuri}@yahoo.com. br.


_____________________________ 1Aluna do Curso de Engenharia Civil da UFPB e Bolsista Pibic/CNPq, [email protected]; 2Aluna da Pós-Graduação em Engenharia Urbana da UFPB, [email protected]; 3Professor Dr., DEC/CT/UFPB – 58051-900 João Pessoa, PB Telefax: (83)3216-7684 - [email protected].

ANÁLISE DA VIABILIDADE DO USO DE ÁGUA DE CHUVA EM CONDOMÍNIOS HORIZONTAIS ATRAVÉS DA TRANSFORMADA WAVELET

Sandra Maria Araújo Ideião1; Isabelle Yruska de Lucena Gomes da Costa2 e Celso Augusto Guimarães Santos3

Resumo: O uso da água de chuva depende de vários aspectos, e.g., possibilidade técnica e econômica e aceitação social. A viabilidade técnica depende da precipitação, área de coleta e demanda. Do ponto de vista da precipitação, devem ser analisados, e.g., freqüência, quantidade, distribuição espacial e temporal, etc. Este artigo trata da avaliação da precipitação na cidade de João Pessoa, do ponto de vista da análise da freqüência e de teste de significância, para embasar os estudos de viabilidade do uso da água de chuva para fins não nobres em condomínios horizontais. Para tanto, foi aplicada uma técnica robusta para análise de freqüência de sinais, denominada Transformada Wavelet, apropriada para analisar eventos irregulares e séries não-estacionária. Foram analisadas duas séries de precipitação da cidade de João Pessoa referentes aos períodos 1937–1970 e 1980–1996, quando foi observado um sinal anual significante ao nível de 10%, revelando a existência de uma estação chuvosa anual em João Pessoa. A fim de se analisar o comportamento de cada ano nas séries estudas, foi realizada uma modulação na faixa de 8–16 meses, revelando a viabilidade do uso da água de chuva em condomínios horizontais, do ponto de vista técnico quanto à freqüência da precipitação. Abstract: The rainwater use depends on several aspects, e.g., technical and economical possibility and social acceptance. The technical viability depends on the precipitation, catchment area and demand. Based on the precipitation, it should be analyzed, e.g., frequency, quantity, spatial and time distribution, etc. This paper treats the evaluation of precipitation data in João Pessoa city, according to the frequency analyses and significance test, in order to support the studies about the rainwater use viability to unpotable uses in house condominiums. Thus, it was applied a robust tool to analyze signal frequency, named Wavelet Transform, which is appropriated to analyze unregular events and stationary series. It was analyzed two precipitation series of João Pessoa city, 1937–1970 and 1980–1996, when it was observed an annual signal significant at level 10%, revealing the existence of an annual rainy season in João Pessoa. In order to analyze the behavior of each year present in the studied series, it was done a modulation in the 8–16-month band, revealing the viability of the rainwater use in house condominium, from the technical point of view of the precipitation frequency. Palavras-chave: precipitação; Fourier; análise de sinal; condomínio horizontal; captação de água de chuva.


ANÁLISE ECONÔMICA DAS ALTERNATIVAS DO SISTEMA DE BOMBEAMENTO

DA CIDADE DO CONDE, PARAÍBA, BRASIL

Leonardo L. B. Montenegro1; Saulo de T. M. Bezerra2; Paulo S. O. de Carvalho3; Daniela da S. Santos4; João S. O. P. da Silva4 e Heber Pimentel Gomes5

Resumo - A adoção de medidas que visam economizar energia vem assumindo grande importância nos últimos anos, principalmente após o Plano Real, onde se iniciou um processo gradativo de mudança na tarifação de energia elétrica. Questões relativas ao déficit público e inflação passaram a ser tratadas no âmbito das políticas cambial, monetária e fiscal, fazendo com que a política de preços públicos transferisse aos consumidores os custos dos serviços prestados, com a pretensão de eliminar distorções entre os custos e as receitas. Com isto, muitos sistemas públicos de abastecimento estão adotando diversas medidas para diminuírem seus custos de energia, que geralmente, representam a segunda despesa das empresas de saneamento. Este trabalho apresenta uma análise econômica de três alternativas para o bombeamento do sistema de abastecimento de água da cidade do Conde no Estado da Paraíba, Brasil. Abstract - The adoption of measures to save energy has been assuming a great importance in the last years, mainly after the Real Plan in Brazil, where it was initiated a gradual process of change in tariffs of electric energy. Questions about public deficit and inflation had started to be treated in the scope of cambial, monetary and fiscal politics, making this system of public prices transfer to consumers the costs of the given services, with the pretension to eliminate distortions between the costs and prescriptions. Meanwhile, many public systems of supplying had been adopting diverse measures to diminish the costs of energy, wich generally, represents the second expenditure on sanitation companies. This work presents a economic analysis of three alternatives for the pumping engine system for water supply on Conde city, located in State of Paraíba, Brazil. Palavras-chave: Análise econômica, bombeamento, sistemas de abastecimento de água. Keywords: Economical analysis, pumping engine, system of water supply

1 Engenheiro da Companhia de Água e Esgoto da Paraíba (CAGEPA). Mestrando (aluno especial) do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana da UFPB. E-mail: [email protected]. 2 Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento - Centro de Tecnologia - UFPB. E-mail: [email protected]. 3 Engenheiro Civil e Tecn. de Nível Superior em Processamento de Dados. Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana da UFPB. Fone: +5583-8821.7007. E-mail: [email protected]. 4 Bolsistas PIBIC/CNPq/UFPB. Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento - Centro de Tecnologia - UFPB. E-mail: [email protected] e [email protected]. 5 Professor da UFPB. João Pessoa, Brasil. [email protected]


ANÁLISE MULTIOBJETIVO DA LOCALIZAÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE MONITORAMENTO EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

Luiz Fernando de Souza Dias1; Luisa Fernando Ribeiro Reis2; Peter Batista Cheung3. Resumo – O reconhecimento da importância da qualidade da água de abastecimento à saúde da população dos núcleos urbanos, aliado aos ataques terroristas recentes ocorridos nos Estados Unidos e Europa, vêm fomentando a antiga preocupação relativa a possíveis intrusões intencionais de contaminantes nos sistemas de distribuição de água, evidenciando a importância da efetiva vigilância de tais sistemas. A determinação do conjunto de pontos de monitoramento de qualidade da água para detecção de intrusões intencionais, ponto crucial no tratamento do problema, constitui alvo de investigações do presente trabalho. Redes de monitoramento otimizadas para detecção de intrusões intencionais de poluentes e/ou contaminantes em concentrações e/ou quantidades suficientes para que se propaguem nas direções do fluxo da água no interior das redes são investigadas sob a ótica de objetivos múltiplos (Dias, 2006). Com base no conceito da rede auxiliar proposto por Kessler et al. (1998), matrizes de poluição são criadas para os níveis de serviço em termos do volume consumido, do tempo e da extensão da rede atingida antes da detecção. O Algoritmo Genético Multiobjetivo SPEA (Strength Pareto Evolutionary Algorithm) é então empregado para considerar os diversos níveis de serviço e identificar as soluções não-dominadas, em conformidade com o conceito de otimalidade de Pareto. Como resultados da aplicação do método a uma rede hipotética da literatura, obtêm-se soluções que contemplam níveis de serviço em termos do volume consumido, tempo de detecção e extensão de rede atingida antes da detecção e, ao mesmo tempo, a detecção repetida de fontes de contaminação, como medida de segurança. Abstract – The water supply quality is very important to the healthy of urban nucleus populations around the world. This is the reason why many researches focus on such theme. Besides this, recent terrorist attacks occurred in USA and Europe, have incited the old apprehension related to possible deliberate intrusions of contaminants into the water supply networks, making evident the importance of the effective vigilance of such systems. This analysis investigates the optimal monitoring network for detection of deliberate intrusions of pollutes and/or contaminants at concentrations e/or quantities enough for propagation inside the networks, on the point of view of multiple objectives. The method is proposed by Dias (2006) which based on the concept of auxiliary network proposed by Kessler et al. (1998), a multiobjective genetic algorithm is used in order to consider the levels of service in terms of the consumed volume, time period and length of the network reached before detection. Pollution matrixes are built for the levels of service considered and the multiobjective genetic algorithm SPEA applied in the identification of the non-dominated solutions, according to the Paretto optimality concept. As result of the method application to a hypothetical network of literature, solutions are obtained for levels of service in terms of consumed volume, time to detection and extension of network contaminated until detection. At the same time, repeated detection of contamination from the same sources are could be considered as a security measure. Palavras-Chave: monitoramento, qualidade da água, detecção de contaminantes, sistemas de distribuição de água, algoritmos genéticos multiobjetivos. 1 Mestrando em Hidráulica e Saneamento - Departamento de Hidráulica e Saneamento, Escola de Engenharia de São Carlos/USP - São Carlos - SP - CEP: 13.560-250, Fone: 16 36263836, Fax: 16 36263031, e-mail: [email protected] 2 Professora Associada - Departamento de Hidráulica e Saneamento, Escola de Engenharia de São Carlos/USP - São Carlos - SP - CEP: 13.560-250, Fone: 16 33739545, Fax: 16 33739550, e-mail: [email protected] 3 Professor Doutor - Departamento de Hidráulica e Transportes, Centro de Ciências Exatas e Tecnologia, Cidade Universitária - Campo Grande - MS - C.P.: 549 - CEP: 79070-900, Fone: 67 33457497, e-mail: [email protected]


APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS PARA EL CÁLCULO DE CAUDALES MÁXIMOS PROBABLES INSTANTÁNEOS, EN EDIFICACIONES DE DIFERENTE TIPO

Nelson Yovani Castro Ladino1,Jorge Enrique Garzón Garzón2,Rafael Orlando Ortiz Mosquera3

Resumen: En complemento de las políticas gubernamentales sobre el uso racional del agua y continuando las investigaciones desarrolladas por diferentes instituciones, en particular los estudios que ha realizado la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia a través del Grupo de Investigación en Ingeniería de Recursos Hídricos (GIREH); ésta investigación recopila, analiza y evalúa algunos métodos para la estimación de los caudales máximos probables, que permiten diseñar las redes de suministro de agua en edificaciones. Se exponen siete (7) métodos y se aplican 6 de éstos a ocho (8) edificaciones de las cuales se conoce el caudal máximo demandado, como resultado de los aforos realizados en dos (2) trabajos de grado; buscando establecer una metodología que permita estimar con mayor certeza los consumos reales, para racionalizar el agua, disminuir costos y hacer más eficientes las instalaciones hidráulicas y los equipos de bombeo donde sea necesaria su implementación. ABSTRACT: In complement of the government politicians on the rational use of the water and the investigations developed by different institutions continuing, in particular the studies that she has carried out the Ability of Engineering of the National University of Colombia through the Group of Investigation in Engineering of Resources Hidrics (GIREH); this investigation gathers, it analyzes and it evaluates some methods for the estimate of the probable maximum flows that they allow to design the nets of supply of water in constructions. Seven are exposed (7) methods and 6 of these are applied at eight (8) constructions of which the demanded maximum flow is known, as a result of the seating carried out in two (2) grade works; looking for to establish a methodology that allows to estimate with more certainty the real consumptions, to rationalize the water, to diminish costs and to make more efficient the hydraulic facilities and the teams of pumping where it is necessary their implementation. Palabras claves: Métodos de diseño, caudal de diseño y suministro

1 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: [email protected] 2Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: [email protected] 3 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica – M. Sc. En Docencia – Candidato a M. Sc. en Recursos Hidráulicos – Director de la Unidad de Hidráulica - Integrante GIREH ( Grupo de investigación de Recursos Hídricos) - Bogota, Colombia. Tel: (+57) 1 3165000 Ext. 13474 – Fax: (+57) 1 3165563 E-mail: [email protected]


ASPECTOS IMPORTANTES NA UTILIZAÇÃO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS EM VELOCIDADE VARIÁVEL PARA A REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA

André L. Amarante Mesquita1; Lázaro J. S. da Silva1; Otávio Abrahim Júnior1; José Almir R. Pereira2; Aldo Cezar P. Silva3

Resumo – Com a crescente necessidade de se aperfeiçoar a operação dos sistemas de abastecimento de água, visando, entre outros, a redução do consumo de energia, tem conduzido à implantação de sistemas de bombeamento em velocidade variável, que permite uma solução eficaz para este problema. O presente trabalho apresenta uma análise sobre diversos aspectos importantes sobre a aplicação de sistemas em velocidade variável, abordando tanto os princípios fundamentais, quanto os aspectos tecnológicos, quanto à questão de viabilidade econômica. Como exemplos de aplicação dos conceitos são apresentados dois casos de estudo, um tratando da operação de bombas associadas em paralelo, e outros de bomba operando com controle de nível. Abstract – With the growing need to improve the water distribution systems, aiming energy saving, has conducted to use of variable speed pumping systems that allows a good solution for this problem. This work presents an analysis on several important aspects of the variable speed pumping systems application, discussing the basic principles as well the technological aspects as the economical viability question. As demonstration of these concepts two cases were presented, one about the parallel pumping system operation and other on level control mode pump operation. Palavras-Chave: bomba centrífuga, velocidade variável, inversor de freqüência.

1Universidade Federal do Pará – GTDEM - Grupo de Turbomáquinas – Depto. de Eng. Mecânica - Centro Tecnológico – Belém - PA CEP: 66.075-900 Fone: 0xx91-32017960 Fax: 0xx91-32017325 E-mail: [email protected] ; [email protected] 2Universidade Federal do Pará – GPHS - Grupo de Pesquisa em Hidráulica e Saneamento – Depto. de Hidráulica e Saneamento - Centro Tecnológico – Belém - PA CEP: 66.075-900 Fone: 0xx91-32017960 Fax: 0xx91-32017325 E-mail: [email protected] 3 Solve Engenharia – Coordenação de Tecnologia e Serviços – Belém – PA CEP 66.110-010 Fone 0xx91-32573301 Fax 0xx91-325760225 E-mail: [email protected]


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1Aluna de Pós-Graduação em Engenharia Urbana da Universidade Federal da Paraíba – e-mail: [email protected]; Prof. Dr., Universidade Federal da Paraíba – Centro de Tecnologia – DEC, 58051-900 João Pessoa PB – Telefax: (83) 3216-7684 – e-mail: [email protected]; ³Engenherio da Caixa Enconômica Federal, João Pessoa, Paraíba – e-mail: [email protected].

CAPTAÇÃO DE ÁGUA DE CHUVA EM CONDOMÍNIOS HORIZONTAIS

Isabelle Yruska de Lucena Gomes da Costa1; Celso Augusto Guimarães Santos2 e Fernando A. Burity3

RESUMO – O presente artigo aborda sobre a captação de água pluvial em condomínios horizontais na cidade de João Pessoa para usos não-potáveis, tais como jardinagens, lavagem de carros, etc., com a finalidade de reduzir o consumo de água observado nestes empreendimentos. O aproveitamento de água de chuva é uma das alternativas para a redução da escassez de água, conservação dos mananciais e contribuição para uma melhora no sistema de drenagem urbana. Com base num estudo de caso, observou-se que o consumo no condomínio diminui em dias de chuvas, bem como nos dias posteriores, revelando que uma grande parte do consumo de água do condomínio é destinada a usos menos nobres. Assim, propõe-se um dimensionamento de reservatório único para o condomínio a fim de armazenar a água de chuva captada a partir dos telhados de 22 novas edificações com área média de coleta de 50 m².

CAPTURE OF RAINWATER IN HOUSE CONDOMINIUMS ABSTRACT – The present paper treats about the rainwater capture in house condominium in João Pessoa city for unpotable uses, such as garden, car washing, etc., in order to reduce the water demand observed in those condominiums. The rainwater use is one of the alternatives to reduce the water shortage, river conservation and contribution to improve the urban drainage system. Based on a case study, it was observed that the water demand in the condominium reduced during the rainy days, as well as during the days after rain, which revealed that a great part of the water consume of the condominium is to unpotable uses. Thus, it is proposed the dimension of a single reservoir for the condominium in order to store rainwater from roofs of 22 new houses with a mean capture area of 50 m². Palavras-chave: captação de água de chuva; condomínio horizontal; reservatório.


CARACTERÍSTICAS PECUALIARES DE LA OPERACIÓN DE BOMBAS CENTRÍFUGAS EN PARALELO

Ing. Yaset Martínez Valdés1 Resumen: En el siguiente trabajo, primero de varios artículos que se presentarán sobre el tema de las bombas rotodinámicas operando en paralelo, se hace primeramente un breve resumen de las características de funcionamiento y comportamiento hidráulico de las bombas acopladas en paralelo. Se presenta el método de las bombas virtuales, un procedimiento sencillo y práctico para la solución de problemas de bombas conectadas en paralelo, cuando las condiciones de instalación y/o características propias de las bombas acopladas, no son las mismas. Resumo: No seguinte trabalho, primeiro de vários artigos que se apresentarão sobre o tema das bombas rotodinámicas operando em paralelo, faz-se primeiramente um breve resumo das características de funcionamento e comportamento hidráulico das bombas acopladas em paralelo. A presenta-se o método das bombas virtuais, um procedimento singelo e prático para a solução de problemas de bombas conectadas em paralelo, quando as condições de instalação e/ou características próprias das bombas acopladas, não são as mesmas.

Abstract: In the following paper, first of several papers that will be presented about the topic of the rotodynamics pumps operating in parallel, a brief summary of the operation characteristics and hydraulic behavior of the pumps coupled in parallel is presented firstly. The method of the virtual pumps, a simple and practical procedure is presented for the solution of problems of pumps connected in parallel, when the installation conditions and/or characteristic of the coupled pumps, are in general different for each one.

Palavras-Chave: bombas, operación, paralelo, virtuales.

1 Centro de Investigaciones Hidráulicas (C.I.H.). Instituto Superior Politécnico "José Antonio Echeverría", calle 114 # 11901 e/ 119 y 127, Marianao, Ciudad de La Habana, Cuba. Email: [email protected]

VI SEREA - SEMINÁRIO IBEROAMERICANO SOBRE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO URBANO DE ÁGUA JOÃO PESSOA (BRASIL), 5 A 7 DE JUNHO DE 2006

CONCEPTOS PARA EL MANEJO DE LA SOSTENIBILIDAD DEL CICLO URBANO DEL AGUA.

Mario Alejandro Nudelman1 y Rafael Pérez García2

Resumen: El trabajo presenta los conceptos asociados a la sostenibilidad, dentro de sus distintas dimensiones: social, en la búsqueda de que el conjunto de la humanidad vea satisfechas principalmente sus necesidades más elementales; económica, como lenguaje de mediación de la organización social entre los recursos naturales existentes y las necesidades de las personas y finalmente, ambiental, en cuanto al funcionamiento del los ecosistemas y su limitada capacidad para proveer los elementos básicos para satisfacer las necesidades de la población. En la aplicación concreta en los servicios de abastecimiento de agua y saneamiento se trata de cubrir varios objetivos, como son la distribución del agua, en calidad y cantidad, y posibilidades de eliminación segura de aguas residuales, en todos los puntos del asentamiento; el acceso al agua potable y al saneamiento eficaz, de todos los habitantes del asentamiento y el mantenimiento de las condiciones de uso y servicio. Se analiza por último la sostenibilidad en las regiones en vías de desarrollo en relación a la presión que suscita el crecimiento de los núcleos urbanos, las distintas opciones y limitaciones de los sistemas de abastecimiento y saneamiento y la cobertura que alcanzan. Palabras clave: ciclo urbano del agua, sostenibilidad, Abstract: This paper presents the concepts associated to the sustainability, by its different dimensions: social, in the search that the mankind satisfied its elementary necessities; economic, as a language of mediation of the social organization between the existent natural resources and the necessities of people and finally, environmental, as for the operation of the ecosystems and their limited capacity to provide the basic elements to satisfy the population's necessities. In the case of the water supply and sanitation services, it is necessary to reach several objectives, like the distribution of the water, in quality and quantity in all the points of the human establishment; the access to the drinkable water and the effective sanitation for all the inhabitants of the establishment and the maintenance of the conditions of use and service. Finally, sustainability is analyzed in the developing regions related to the pressure caused by growth of population, the different options and limitations of the water supply and sanitation systems and the covering that reach. Keywords: Urban water cycle, sustainability.

1 Becario Doctoral del Centro Experimental de la Vivienda Económica / CONICET - Dirección postal de la institución: Igualdad 3585 (5003) Córdoba - Pcia. de Córdoba, Argentina – E-mail: [email protected] 2 Centro Multidisciplinar de Modelación de Fluidos, Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera s/n. E-46022 – Valencia (España). E-mail: [email protected]. Tf.: +34 96 387 98 90 Fax: +34 96 387 79 81


CUSTOS DE PLANOS MÍNIMOS DE AMOSTRAGEM PARA CONTROLE DA QUALIDADE DA ÁGUA DE ABASTECIMENTO NA REGIÃO METROPOLITANA DE

BELÉM, PARÁ.

Gilberto Caldeira Barreto1 ; José Almir Rodrigues Pereira; Ana Julia Soares Barbosa; Valdinei Mendes da Silva

Resumo - O trabalho objetivou verificar os custos com as análises de controle da qualidade da água para consumo humano na Região Metropolitana de Belém, recomendadas pela Portaria 518 do Ministério da Saúde em seu Plano Mínimo de Amostragem. E para tanto foram elaborados 07 Planos Mínimos de Amostragem, um para cada sistema de abastecimento de água da Unidade de Negócio “UN Centro SUL” localizados na Região Metropolitana de Belém - RMB, gerenciados pela Companhia de Saneamento do Pará – COSANPA, e foram obtidos os custos para realização dos parâmetros microbiológicos e físico-químicos previstos na referida Portaria, bem como os custos com pessoal, transporte para coleta das amostras, energia elétrica e gás butano. Com os resultados foi possível verificar que: (a) as análises de frequência mensal foram as que apresentaram maiores custos - 56,86 %; (b) o segundo maior custo é referente às análises de freqüência horária - 39,05 % e (c) os custos anuais por habitantes variaram entre 0,3879 a 0,6739 R$/ano/hab. A realização deste trabalho possibilitou desmistificar os elevados custos com as análises de controle de qualidade da água, uma vez que o Custo Per Capta Anual para a realização de tais análises para os sistemas estudados, apresentou valor médio de 0,4973 R$/hab ao ano - um valor relativamente baixo quando são considerados os benefícios à qualidade da água e, portanto, à saúde pública. Abstract - The work objectified to verify the costs with the analyses of control of the quality of the water for human consumption in the Metropolitan Area of Belém, recommended by the Entrance 518 of the Ministry of the Health in its Minimum Plan of Sampling. And for so much 07 Plans Minimum of Sampling were elaborated, one for each system of provisioning of water of the Unit of Business "UN SOUTH" Center located in the Metropolitan Area of Belém, operated for the Company of Sanetation of Pará, and they were obtained the costs for accomplishment of the parameters microbiological and physical-chemical foreseen in referred it Entrance, as well as the costs with personnel, transport for collection of the samples, electric energy and gas butane. With the results it was possible to verify that: (a) the analyses of monthly frequency were the ones that they presented larger costs - 56,86%; (b) the second largest cost is regarding the analyses of hourly

1 Endereço de Contato: Rua Almirante Tamandaré 144, Tapanã – Belém – Pará – CEP 66825-260 – Brasil - Tel: (091)–32784489 - e-mail: [email protected].


DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE FUGAS EN INSTALACIONES INTERIORES DE SUMINISTRO DE AGUA

Pedro L. Iglesias Rey1; Gonzalo López Patiño1; Fco. Javier Martínez Solano1 ; P. Amparo López Jiménez1

Resumen – El balance volumétrico de un abastecimiento de agua es fundamental para abordar su gestión técnica y explotación. Un elemento fundamental del balance volumétrico del sistema es determinar los errores derivados de los aparatos de medida. Por ello se presentan los resultados de un estudio realizado sobre la medición de dos viviendas con cierto nivel de detalle. El estudio del comportamiento del dispositivo de medida y el conocimiento de los patrones de consumo de los consumidores permite identificar el nivel de error obtenido. En este caso la metodología se ha empleado para realizar una estimación de las posibles pérdidas de agua que tenía una de las viviendas estudiadas. Abstract – The volumetric balance of a water supply is fundamental to approach its technical management and operation. A fundamental element of the volumetric balance of the system is to determine the errors derived from the measuring instruments. For that reason in this work are presented the results of a study made in two houses with certain level of detail. The study of the behavior of the flowmeter and the knowledge of the consumers consumption patterns allow to identify the level of error. In this case the methodology has been used to make an estimation of the possible losses of water that had one of the studied houses. Palabras-Clave: Auditoría, pérdidas de agua, fugas, errores en contadores, instalaciones interiores, balance volumétrico.

1Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos – Universidad Politécnica de Valencia – Camino de Vera s/n – Apdo 22012 – 46080 Valencia (España) Teléfono: +34.96.387.98.90 Fax: +34.96.387.79.81 E-mail: [email protected]


DIMENSIONAMENTO ECONÔMICO DE REDES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA UTILIZANDO O EPANET E A LINGUAGEM DELPHI

Luis Henrique Magalhães Costa1; Marco Aurélio Holanda de Castro1; John Kenedy de Araújo1

Resumo – Vários softwares foram desenvolvidos ao longo dos últimos anos, no sentido de obter um dimensionamento das redes de distribuição de água. No entanto, fazem tão somente o balanceamento hidráulico da rede, deixando a cargo do engenheiro a verificação de uma solução que ofereça um custo mínimo de implementação. O objetivo deste trabalho é apresentar um software de dimensionamento econômico de redes de abastecimento de água. O método de otimização utilizado foi desenvolvido por Morgan & Goulter (1985). Tal metodologia é um procedimento heurístico composto de duas etapas: a programação linear, responsável pela redução dos custos e o balanceamento hidráulico, obtido com a utilização das bibliotecas dinâmicas oferecidas pelo software EPANET. As soluções obtidas com o software mostraram-se mais vantajosas no aspecto econômico. Outra vantagem do programa desenvolvido é que todo o processo de dimensionamento da rede é realizado em uma única etapa, proporcionando maior acessibilidade a profissionais e estudiosos da área, tornando desnecessária a utilização de softwares de otimização comerciais utilizados em pesquisas semelhantes. Abstract – Several softwares were developed in the last years with the main objective to obtain an adequate design of a water distribution network. Nevertheless, most of these computer codes just achieve a hydraulic balanced network with no care to minimum costs. The main objective of this work is to develop a computer code to obtain an economic configuration network. The method is based in the work Morgan & Goulter (1985). The methodology is based on a heuristic procedure with two phases: linear programming which is responsible for cost reduction and the hydraulic balancing , gotten with the use of the dynamic libraries offered by EPANET. The solutions gotten with the developed software had revealed more advantageous in the economic aspect. Another advantage of the developed program is that all the design process is carried through in an only stage, providing better accessibility to academic and professional use, becoming unnecessary the utilization of commercial optimization softwares used in similar research. Palavras-Chave: otimização, redes de distribuição, EPANET.

1Universidade Federal do Ceará – Campus do Pici – Centro de Tecnologia – Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental – Fortaleza – CE CEP: 60451-970 Fone: 0xx85-2889625 Fax: 0xx85-2889627 E-mail: [email protected] ; [email protected]


DISEÑO DE ACUEDUCTOS SEGURO CONTRA FATIGA DEL MATERIAL EN LOS TRANSITORIOS HIDRÁULICOS

Velitchko Tzatchkov1, Víctor Hugo Alcocer Yamanaka1, Víctor Javier Bourguett Ortiz1

Resumen - El deterioro progresivo gradual de un material que está sometido a un gran número de esfuerzos variables cíclicos de cierta magnitud, se conoce como fatiga del material. En condiciones de fatiga las piezas o tuberías llegan a romperse con una presión mucho menor, comparada con la presión que pueden soportar normalmente. Los acueductos que operan con frecuentes paros y arranques están sujetos a fallas por fatiga, debido a la variación de la presión en los transitorios, pero ese peligro casi no se considera en las normas de diseño actuales. Este artículo explica el fenómeno de fatiga del material por transitorios hidráulicos en acueductos, con un ejemplo de falla por fatiga. La manera de proteger una tubería contra fatiga del material es diseñarla con un espesor lo suficientemente grande, que asegure que los esfuerzos que se produzcan en la vida del acueducto no sobrepasen ciertos límites. Se presentan tres métodos para calcular el espesor necesario en tuberías de acero e hierro dúctil, y consideraciones de la importancia de la fatiga del material en tuberías de concreto presforzado y PVC. Abstract - The progressive gradual damage caused by a large number of repetitive pressure or stress cycles above certain level, is known as fatigue. Under fatigue conditions the pipes, valves and other pipeline equipment may fail under a stress considerably lower compared to their design stress. The pipelines that operate with frequent starts and shutdowns may be subject to fatigue, due to the highly variable pressure during the fluid transients, but this kind of danger is almost not considered in the present design practice and standards. This paper explains the phenomenon of material fatigue caused by hydraulic transients in pipelines, and presents a real-life example. A pipeline can be protected against fatigue by designing it with a suitable thickness that maintains the pipe stress below certain level. Three methods for computing the required wall thickness in steel and ductile iron pipes are presented, along with some fatigue consideration for prestressed concrete and PVC pipes. Palabras clave: fatiga del material, diseño de tuberías, transitorios hidráulicos.

1 Instituto Mexicano de Tecnología del Agua – Coordinación de Tecnología Hidráulica – Paseo Cuauhnáhuac 8532, Colonia Progreso – CP 62550 – Jiutepec, Mor. (México) – Tel: (+52) 777 3293600 – Fax: (+52) 777 3293678 E-mail: [email protected];[email protected];[email protected]


DISEÑO ÓPTINO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE UTILIZANDO UN ALGORITMO GENÉTICO MULTIOBJETIVO

Katya Rodríguez Vazquez1, Óscar Arturo Fuentes Mariles2, Martín Rubén Jiménez Magaña2, Faustino de Luna Cruz2

Resumo Este trabalho apresenta um método de otimização de redes, utilizando técnicas de computação evolucionária chamado o algoritmo genético multi-objetivo. O objetivo é obter uma rede de tubulação com o menor custo que satisfaça pressão mínima e a demanda em todos os nós da rede e também limite da máxima velocidade em todas as tubulações. Abstract An evolutionary computation tool called multi-objective genetic algorithm used to get the optimal design of a water network distribution system is presented in this paper. The goal is to obtain the least cost pipe network satisfying the minimum pressure an demand in all network nodes and also the maximum limit velocity in all pipes. Palabras clave: Algoritmo genético, multiobjetivo, diseño óptimo. Keywords: Genetic algorithm, multi-objective, optimal design, pressure, velocity. ______________________ 1 Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Escolar s/n, Coyoacán, 04510, México D.F. Tel. (+52) 55 56 22 35 55. México. 2 Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México Circuito Escolar s/n, Coyoacán, 04510, México D.F. Tel. (+52) 55 56 23 36 00 Ext. 8631. México. e-mail: [email protected], [email protected] [email protected]


ESTABLECIMIENTO DE TARIFAS DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE BAJO UN ENFOQUE DE SOSTENIBILIDAD ECONÓMICA.

Rafael Pérez García1, Vicente S. Fuertes Miquel1, Gonzalo López Patiño1 y Manuel Herrera Fernández1

Resumen: El establecimiento de las tarifas para el servicio de abastecimiento de agua tiene un doble objetivo: por un lado, pretende cubrir los gastos derivados de la disponibilidad y adecuación del servicio, y por otro lado, puede servir como un instrumento para gestionar adecuadamente la demanda de agua, habida cuenta de que se trata de un bien escaso y a la vez, necesario. Por este último motivo el servicio del agua no puede ser tratado como cualquier otro bien económico, cuyas fluctuaciones de mercado están únicamente gobernadas por leyes de la oferta y la demanda. En el trabajo se presentan los elementos principales de intervienen en la determinación de una tarifa del servicio para cumplir con los dos objetivos, y se expone un caso de aplicación para el análisis de la tarifa de una población. Palabras clave: Servicios de agua, tarifas de agua, gastos de amortización. Abstract: The establishment of water tariffs for the water supply service has a double objective: on one hand, it has to pay the derived expenses of the readiness and adaptation of the service, and on the other hand, it can be a good economic instrument to appropriately manage the water demand, because water is a very scarce, and at the same time, necessary resource. For this last reason, the water service cannot be treated as any other economic good, whose market fluctuations are only governed by laws of the offer and the demand. The main elements that affects in the determination of water tariffs to fulfill the two objectives are presented in this paper, and a case of application for the analysis of water tariffs. Keywords: Water services, water tariffs, amortization expenses.

1 Centro Multidisciplinar de Modelación de Fluidos, Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera s/n. E-46022 – Valencia (España). E-mail: [email protected]. Tf.: +34 96 387 98 90 Fax: +34 96 387 79 81


ESTRATEGIAS DE PROTECCION FRENTE A TRANSITORIOS HIDRAULICOS DE LA NUEVA PLANTA POTABILIZADORA DE SUMINISTRO A LA CIUDAD DE VALENCIA

Pedro L. Iglesias Rey1; Heliodoro Sancho Iranzo2; Vicente S. Fuertes Miquel1; Joaquín Izquierdo Sebastián1

Resumen – En este trabajo se presenta la problemática derivada de la parada brusca de una nueva estación de bombeo para suministro a la ciudad de Valencia y su área metropolitana. El estudio aborda la simplificación del sistema real para poder ser analizado mediante un modelo inercial elástico. Se obtienen así las presiones máximas y mínimas en cada uno de los puntos del sistema. Al mismo tiempo se han estudiado diferentes estrategias de protección del sistema, realizando el diseño de los elementos necesarios. Finalmente, ha sido necesario construir un modelo completo del sistema incluyendo tanto la aspiración como la impulsión del nuevo sistema de bombeo. Esto ha permitido estudiar la influencia que tiene sobre la solución final la consideración de válvulas de retención con cierres lentos, en lugar de considerar válvulas de retención de cierre rápido o prácticamente instantáneo. Abstract – In this work it’s presented the problem derived from the sudden shutdown of a new pumping station for the eater supply to the city of Valencia and its metropolitan area. The study makes the simplification of the real system to be able to be analyzed with an inertial elastic model. Therefore, the maximum and minimum pressures in each one of the points of the system are obtained. At the same time, the use of different protection devices of the system have been studied, making the design of the necessary elements. Finally, it has been necessary building a complete model of the system including the upstream and the downstream parts of the new pumping system. This has allowed to study the influence that has on the final solution the consideration of check valves with slow closings, instead of considering check valves with a fast or instantaneous close. Palabras-Clave: Transitorios hidráulicos, calderines, válvulas de alivio, válvulas de retención, modelos dinámicos y transitorios, golpe de ariete, dispositivos de protección.

1Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos – Universidad Politécnica de Valencia – Camino de Vera s/n – Apdo 22012 – 46080 Valencia (España) Teléfono: +34.96.387.98.90 Fax: +34.96.387.79.81 E-mail: [email protected] 2EMIVASA – Grupo Aguas de Valencia – C/ Pedrapiquers, – 46080 Valencia (España) Teléfono: +34.96.387.98.90 Fax: +34.96.387.79.81 E-mail: [email protected]


ESTUDO DE OBJETIVOS MÚTIPLOS PARA REABILITAÇÃO OTIMIZADA DE SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

Peter Batista Cheung1; Luisa Fernanda Ribeiro Reis2

Resumo – Os prestadores de serviços e órgãos vinculados ao setor de saneamento têm manifestado interesse na obtenção de tecnologias capazes de auxiliar o gerenciamento eficiente da água em meio urbano. Os processos de deterioração, freqüentes nos sistemas de distribuição de água, provocam impactos econômicos (custos) e operacionais (perdas, rompimentos) e obrigam dos prestadores de serviços elaborarem programas de reabilitação. Observa-se hoje uma tendência em reavaliar problemas complexos como esse através de técnicas de otimização que consideram objetivos múltiplos em suas análises. No caso da reabilitação de redes, além das possíveis ações que podem ser implementadas no sistema, existem diferentes critérios que podem indicar a necessidade ou não da reabilitação, o que torna o problema multiobjetivo. O presente trabalho representa um esforço na avaliação de objetivos promissores, a serem considerados nas análises de reabilitação, tais como: custo, benefício, vazamentos e confiabilidade. Para isso, foi aplicado o algoritmo Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA), em um estudo de caso real, o qual produziu relações de compromisso entre esses objetivos. Palavras-Chave: sistemas de abastecimento de água, reabilitação, otimização. Abstract – Regulatory agencies and water utilities have long been concerned about the interest of obtaining innovative technologies that aid the efficient urban water management. Deterioration processes that frequently occur at real water distribution systems produce economic and operational effects. Such impacts incite planners to elaborate rehabilitation programs. Nowadays, it has been observed a tendency of literature to consider simultaneously multiple objectives. Particularly, the rehabilitation problem can be considered as a multiobjective optimization problem given that several rehabilitation alternatives are available and different criteria can prioritize if a system will be or not rehabilitated. The present paper is an effort to consider the multiple objectives in the water network rehabilitation analyses. Four objectives were considered: cost minimization, benefit maximization, leakage minimization and reliability maximization. For this purpose, the Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA) was applied to real case study where produced compromisse relations among the considered objectives.

1Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – Centro de Ciências Exatas e Tecnologia – Departamento de Hidráulica e Transportes – Campo Grande - MS CEP: 79009-070 Fone: 0xx67- 33457497 Fax: 0xx67- 33457491 e-mail: [email protected]; 2 Universidade de São Paulo – Escola de Engenharia de São Carlos – Departamento de Hidráulica e Saneamento - São Carlos, SP CEP: 13560-250 Fone: 0xx16 3373 9545 Fax: 0xx16- 3373 9550 e-mail: [email protected]


EXPERIMENTACIÓN Y ANÁLISIS DE REDES HIDRÁULICAS EN EDIFICACIONES

Jorge Armando Granados Robayo1 Resumen - Los sistemas de bombeo tienen una aplicación frecuente en el suministro de agua en edificios, entregando directamente desde el tanque de reserva hasta las griferías de los usuarios. Los controles de prendido y apagado empleados por los fabricantes de bombas, han evolucionado de tal forma que minimizan el tamaño de los equipos, pero traen consecuencias adversas sobre tuberías y accesorios. La medición de las fluctuaciones de presión y las recomendaciones para su control son el objetivo de la presente investigación. Se estudian los fenómenos hidráulicos de cavitación, Golpe de Ariete y Ciclaje de equipos de bombeo. Abstract - The systems of pumping have a frequent application in the supply of water in buildings, surrendering directly from the reservation tank until the fixtures of the users. The on - off controls used by the makers of bombs, they have evolved in such a way that minimize the size of the pumps, but they bring adverse consequences on pipes and accessories. The mensuration of the fluctuations of pressure and the recommendations for their control are the objective of the present investigation. The hydraulic phenomenons of cavitation, water Hammer and frecuence of starting pumps are studied. Palabras Clave - método de Hunter, unidades de suministro, golpe de ariete, cavitación.

1 Universidad Nacional de Colombia – Facultad de Ingeniería – Unidad Académica de Hidráulica – Bogotá D.C. – Ciudad Universitaria Cra 30 Calle 45 Tel: 3165000 ext. 13478 E-Mail: [email protected]


GESTÃO E CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO E RACIONAMENTO DE ÁGUA NA REGIÃO METROPOLITANA

DO RECIFE - PERNAMBUCO

Júlio César A. L. de Lima1; Daniel Bezerra Genuíno2, José Ricardo Rocha Cantarelli3 Resumo – A população metropolitana do Recife tem o seu abastecimento de água fundamentado na exploração conjunta de mananciais de superfícies e subterrâneos, sendo a parcela captada em superfície significativamente maior que a obtida pela exploração através de poços. A exploração efetiva das águas subterrâneas em fins de 2005, consistia de 65 poços perfurados no aqüífero Beberibe, com uma oferta de 974,29 L/s correspondendo a um rendimento de 14,7 L/s/poço, sendo estes utilizados para atender sistemas isolados. Quanto ao uso dos mananciais de superfície, correspondendo a uma oferta de aproximadamente 10.519 m³/s, sendo que 5390 m³/s correspondem à captação em barragens e 5129 m³/s referente à captação a fio d´água, que somados a oferta dos poços perfaz um total de aproximadamente 11.493 m³/s, insuficiente para atender a demanda da população da RMR sem que haja um processo de racionamento. O racionamento tem como fundamento administrar os volumes disponíveis nas barragens, de forma a garantir o seu alcance até o próximo período de chuvas, maximinizando o aproveitamento das captações a fio d´água, garantindo assim à população, uma oferta de água, que permita suprir suas necessidades básicas. Abstract - The metropolitan population of Recife have your water supply based in the united exploration of springs of surfaces and undergrounds, being the portion captured in surface significantly larger than obtained your by the exploration through wells. The exploration executes of the underground waters in the end of 2005, it consisted of 65 wells perforated in the Beberibe aquifer, with an offer of 974,29 L/s corresponding it an income of 14,7 L/s/well, being these used to assist isolated systems. As for the use of the surface springs, corresponding your an offer of approximately 10.519 m³/s, and 5390 m³/s correspond to the reception in dams and 5129 m³/s regarding the capitation of superficial water, that added the offer of the wells, totalize approximately 11.493 m³/s, insufficient to assist the demand of the population of RMR without there is a rationing process. The rationing has as foundation administers the available volumes in the dams, in way to guarantee your reach until the next period of rains, increasing the use of the captation of superficial water, guaranteeing like this to the population, an offer of water, that allows to supply their basic needs. Palavras-Chave: Abastecimento de água, racionamento, gestão, Região Metropolitana do Recife.

1 Universidade Federal de Pernambuco, Centro de Tecnologia e Geociências. Grupo de Recursos Hídricos. Recife – PE. Fone: 0xx81 34625023 [email protected]. 2 Companhia Pernambucana de Saneamento – Recife- PE. Fone: 0xx81 34211755 [email protected] 3 Universidade Federal de Pernambuco, Centro de Tecnologia e Geociências. Grupo de Recursos Hídricos. Recife – PE. Fone: 0xx81 87112403 [email protected].


HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO DE AGUA LLUVIA

José Alejandro Ballén Suárez1,Miguel Ángel Galarza García2,Rafael Orlando Ortiz Mosquera3

Resumen: Según evaluaciones del IDEAM4, cerca del 50% de la población colombiana que vive en las áreas urbanas municipales está expuesta a sufrir problemas de suministro de agua, como consecuencia de la presión sobre las cuencas hidrográficas y las restricciones de uso por contaminación de las aguas superficiales. Como agravante, más del 80% de las cabeceras municipales tienen como fuente de suministro de agua pequeños riachuelos o quebradas que en épocas de estiaje no garantizaran el abastecimiento a la población. Debido a esta preocupante situación se realizó una revisión de las experiencias de diferentes países en sistemas de aprovechamiento de agua lluvia, con el fin de conocer y estudiar esta tecnología como un sistema alternativo de abastecimiento de agua. En la realización del estudio se evidenció la antigüedad del tema, por ello se realizó un recuento histórico desde los primeros sistemas de aprovechamiento de agua lluvia, los cuáles datan de 4.000 años a.C. hasta los sistemas actuales, los cuales se utilizan intensivamente en muchas zonas del planeta. Estas metodologías utilizadas para la captación y almacenamiento del agua lluvia, son el resultado de las necesidades (demanda de agua), los recursos disponibles (dinero para invertir y materiales de construcción), las condiciones ambientales (contaminación del agua, disponibilidad de agua subterránea y superficial, precipitación y temperatura), las practicas culturales y la legislación vigente de cada región. Los sistemas de aprovechamiento de agua lluvia sólo se implementan cuando no existe una red de acueducto, el suministro es deficiente, la calidad del agua es muy baja o los costos del agua potable son muy altos; algunas de estás condiciones son las predominantes en varios municipios de Colombia y pueden llegar a darse a largo o mediano plazo en la mayoría de los municipios del País. Summary: According to evaluations of the IDEAM, near 50% of Colombian population that lives in the municipal urban areas is exposed to suffer water supply problems, as consequence of the pressure on the hydrographycs basins and the use restrictions due to the contamination of the superficial waters. As added difficulty, more than 80% of the municipal heads have as source of water supply small creeks or gulches that didn't guarantee the supply to the population in low water times. Due to this concerned situation, was carried out a revision of the different experiences countries in systems of water rain use, with the purpose of to know and to study this technology like an alternative system of water supply. In the realization of the study, the antiquity of the topic was evidenced, for this was carried out a historical recount from the first systems of water rain use, those which date 4.000 years B.C. until the current systems, which are used intensively in many areas planet. These methodologies used for the water rain’s reception and storage, are the result of the necessities (water demand), the available resources (money to invest and construction materials), the environmental conditions (water contamination, underground and superficial water avaliability, precipitation and temperature), cultural practices and the effective legislation of each region. The systems of water rain use are only implemented when doesn't exist an aqueduct

1 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: [email protected] 2 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: [email protected] 3 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica – M. Sc. En Docencia – Candidato a M. Sc. en Recursos Hidráulicos – Director de la Unidad de Hidráulica - Integrante GIREH ( Grupo de investigación de Recursos Hídricos) - Bogota, Colombia. Tel: (+57) 1 3165000 Ext. 13474 – Fax: (+57) 1 3165563 E-mail: [email protected] 4 INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES –IDEAM-. “Estudio Nacional del Agua”. Bogotá, D.C., 2000.

VI SEREA - Seminário Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água

João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junho de 2006

IDENTIFICACIÓN AUTOMÁTICA DE ESTADOS CON INCERTIDUMBRE EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA

Joaquín Izquierdo Sebastián1*, Vicente S. Fuertes Miquel1, Gonzalo López Patiño1, F. Javier Martínez Solano1

Resumen – El objetivo básico de un sistema de distribución de agua (SDA) es proporcionar agua a sus consumidores mediante un sistema de tuberías a presión. Para controlar el estado del sistema se utilizan aparatos de medida que, ubicados convenientemente, envían datos de manera permanente al centro de control del sistema mediante sistemas de telemetría. Tales datos deben ser utilizados por las personas a cargo del sistema para identificar las anomalías y/o riesgos de las mismas que aparecen en la red y que, a partir de ellos, deberán tomar decisiones sobre posibles acciones o medidas correctoras, de ser necesarias. La información recibida por telemetría, típicamente limitada, junto las predicciones de demanda se utilizan para obtener una idea del estado del sistema. Una adecuada estimación de estado es esencial en el diagnóstico de fugas y otras anomalías en los SDA. Pero, especialmente, para grandes sistemas de distribución de agua, tal tarea se muestra claramente inabordable para los operadores humanos. El objetivo de este artículo es explorar la posibilidad de que una red neuronal pueda llevar a cabo esta tarea de manera automática. Las etapas previas a este proceso se han descrito ya en ediciones anteriores de este evento. Por un lado, la estimación de estado se lleva a cabo mediante técnicas de optimización que minimizan las discrepancias entre las medidas tomadas por telemetría y los valores producidos por el modelo matemático del sistema al conciliar toda la información disponible (Izquierdo et al., 2004). Por otro, la cuantificación de la incertidumbre de los datos (medidas de telemetría y predicción de consumos), que influencia la precisión del probablemente exacto modelo matemático, se realiza mediante un procedimiento de estimación robusta (Izquierdo et al., 2005). Utilizando el modelo matemático de la red se obtendrán estados estimados junto con límites de confianza para los mismos, es decir, estados estimados borrosos para diferentes estados anómalos de la red, que se acompañarán con una descripción del tipo de anomalía asociado. El objetivo final es poder entrenar una red neuronal que sea capaz de diagnosticar anomalías del SDA asociadas a conjuntos particulares de medidas recibidos por telemetría y predicciones de demanda. Abstract – The objective of a Water Supply System (WSS) is to convey treated water to consumers through a pressurized network of pipes. A number of meters and gauges are used to take continuous or periodic measurements that are sent via a telemetry system to the control and operation centre and used to monitor the network. Using this typically limited number of measures together with demand predictions the state of the system must be assessed. Suitable state estimation is of paramount importance in diagnosing leaks and other anomalies in WSS. But this task can be really cumbersome, if not unattainable, for human operators. The aim of this paper is to explore the possibility for a neural network to perform such a task. The necessary background has already been presented in previous editions of this event. For one thing, state estimation of a network is performed by using optimization techniques that minimize the discrepancies between the measures taken by telemetry and the values produced by the mathematical model of the network, which tries to reconcile all the available information (Izquierdo et al., 2004). But, for the other, although the

1 Universidad Politécnica de Valencia – Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos (GMMF) – Camino de Vera s/n – CP 46022 – Valencia (España) – Tel: 34963879890 – Fax: 34963877981.

*e-mail: [email protected]


IMPACTO DA SETORIZAÇÃO NO ABASTECIMENTO DE ÁGUA EM ÁREAS URBANAS

Gilberto Caldeira Barreto1; Daniel Mescoito Gomes; Lucy Anne Cardoso Lobão Gutierrez; José Almir Rodrigues Pereira;

Resumo - Avaliação hidráulica dos impactos da setorização na distribuição de água em sistemas de abastecimento em áreas urbanas, com utilização do software EPANET. Inicialmente foram obtidos dados e informações do 3º setor de abastecimento da Região Metropolitana de Belém. A simulação do abastecimento de água foi realizada nos Cenário 01 e 02 que tiveram setor interligado e setor isolado, respectivamente. Com os resultados das variações de pressão foi possível concluir que a setorização produz impactos positivos expressivos no desempenho hidráulico do sistema estudado. Abstract - Hydraulic evaluation of the impacts of the limitation in the distribution of water in systems of provisioning in urban areas, with use of the software EPANET. Initially they were obtained data and information of the 3rd section of provisioning of the Metropolitan Area of Belém. The simulation of the provisioning of water was accomplished us respectively Scenery 01 and 02 that you/they had interlinked section and isolated section. With the results of the pressure variations it was possible to conclude that the limitation produces expressive positive impacts in the hydraulic acting of the studied system. Palavras-Chave: Abastecimento de água, setorização, simulação, epanet.

1Universidade Federal do Pará – UFPA. Setor Profissional do Campus Guamá. Laboratório de Controle de Resíduos - LCR. Av. Augusto Correa n° 01 CEP: 66075-900, [email protected] (91) 3201-8073

VI SEREA - SEMINÁRIO IBEROAMERICANO SOBRE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO URBANO DE ÁGUA JOÃO PESSOA (BRASIL), 5 A 7 DE JUNHO DE 2006

LA FIABILIDAD COMO RESTRICCIÓN DURA EN EL DISEÑO ÓPTIMO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA.

Rafael Pérez García1, P. Amparo López Jiménez1, Pedro L. Iglesias Rey 1 y José Luís Díaz Arévalo1

Resumen: En este trabajo se presenta una aplicación al diseño óptimo de redes de distribución de agua en los que la fiabilidad de las conducciones se introduce como una restricción “dura”, en forma de los distintos estados de carga producidos por cada una de las posibles roturas de las conducciones. Para el diseño óptimo se ha utilizado el esquema clásico iterativo de simulación-optimización, y para la optimización se ha utilizado un modelo de Programación Lineal. Como punto principal hay que destacar la convergencia del procedimiento cuando se contemplan varios estados de carga, frente a la existencia de óptimos locales cuando solamente se considera un único estado de carga. También hay que destacar algunos ajustes específicos que aseguran la robustez y estabilidad del procedimiento. Palabras clave: Diseño óptimo, Redes de distribución de agua, Fiabilidad. Abstract: This work presents an application of the optimal design of water distribution networks, including the requirement of pipe reliability as a hard constraint, in form of the different load states represented by each one of the possible pipe breaks. A classic iterative process of simulation-optimization has been used for this purpose, and for the optimization a model of Lineal Programming has been used. It is necessary to highlight the convergence of the procedure when several load states are contemplated, in front of the existence of local optima when it is only considered an only load state. It is also necessary to highlight some specific adjustments that assure the robustness and stability of the procedure. Keywords: Optimal design, Water distribution networks, Reliability.

1 Universidad Politécnica de Valencia – Centro Multidisciplinar de Modelación de Fluidos, Camino de Vera s/n, 46022-Valencia (España), Telefono +34 96 387 98 90; Fax +34 96 387 79 81. Email: [email protected]


MANUTENÇÃO MECÂNICA E APRIMORAMENTO DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DE UMA BOMBA CENTRÍFUGA HORIZONTAL DO SISTEMA RIO DAS VELHAS

Jair Nascimento Filho1; Thiago Nogueira Carneiro2

Resumo - O Sistema Rio das Velhas, da COPASA MG, é um dos principais que abastecem a Grande Belo Horizonte, com capacidade para bombear até 6.750l/s de água tratada. São nove conjuntos moto-bombas de aproximadamente 2500HP de potência funcionando paralelamente. Foi realizada uma manutenção corretiva em uma das bombas com o objetivo de aumentar o rendimento da mesma em no mínimo 3%. Uma série de medidas que incluem limpeza, aplicação de revestimentos anticorrosivo e antifricção, alinhamento e balanceamento do conjunto moto-bomba, visam resgatar ou ao menos se aproximar novamente do rendimento, daquele previsto pelo fabricante da bomba. A aplicação dos revestimentos tem como conseqüência um aumento do rendimento do sistema e conseqüentemente redução do consumo de energia elétrica, e aumento de vida útil da bomba. Abstract – The “Sistema Rio das Velhas”, located in the state of Minas Gerais, Brasil, is one of the major water supply system responsible for the provision and storage of water to the use of a population of, approximately 1600000 people living in Belo Horizonte (capital) and nearby areas. The “Sistema Rio das Velhas” machinery consists of nine machines working together, with the potential of near 2500HP and a capability of pumping up to 6750L/s of treated water. Recently, one machine of this system was put on a maintenance process with the purpose of improving its performance at a minimum rate of 3%. In order to succeed in this process, some measures, such as, cleaning up, application of a covering product to prevent corrosion and lessen friction, alignment and balance of machine, were taken with the aim of recover its useful performance, at the same level, or closer, to the one designed for the manufacture. As a result of the application of the recovering product, the energy consumed by the machine was reduced and, consequently, its timework is expected to be increased. Palavras-Chave: moto-bomba, manutenção, rendimento.

1Universidade Federal de Minas Gerais – Campus Pampulha –DEMEC – CPH - UFMG. Av. Antônio Carlos, n ° 6627 – CEP 31270-901 – Belo Horizonte – MG - tel: (031) 3499-4925. E-mail: [email protected]. 2UFMG. Av. Antônio Carlos, n ° 6627 , Pampulha – CEP 31270-901 – Belo Horizonte – MG


MÉTODO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO BOMBEAMENTO DE ÁGUA, VIA PROGRAMAÇÃO LINEAR E INTEIRA.

Mosefran Barbosa Macedo Firmino1, Adalbeto Aragão de Albuquerque1, Wilson Fadlo Curi1, Nilton César da Silva1

Resumo - O desafio em compor um método de associação eficiente no conceito de uso de água e energia é um dos principais desafios das empresas de saneamento. Este trabalho apresenta uma metodologia de otimização do funcionamento de conjuntos motor-bombas, dividido em duas etapas: aplicando-se programações linear e linear inteira. Ele foi aplicado ao sistema principal de abastecimento de Campina Grande, PB, de aproximadamente 400 mil habitantes. Os resultados mostram uma economia financeira de 15,09% e de consumo energético de 16,86%, comparado com o método de simulação padrão. Abstract - An efficient use of energy within water distribution companies is one of their major concerns. Herein a new 2 step optimization method, based on linear and mixed integer linear programing, to establish operational rules for water pumps operation is presented. Its application to water distribution company, which supplies near 400.000 inhabitants in the city of Campina Grande, PB, is demonstrated. The results show a financial economy of 15,09% and a energy consumption reduction of 16,86% when compared with the standard simulation method. Palavras-chave: Abastecimento de água; programação linear inteira; energia.

1 Mestrando CT-Hidro/CNPq, Doutorando, Professor PhD e Graduando de Eng. Civil, respectivamente. Universidade Federal de Campina Grande – UFCG; Grupo de Otimização Total da Água – GOTA; Rua Aprígio Veloso, 882; Bodocongó; CEP 58.109-900 - Campina Grande – Brasil; Fone: 0xx83-33101195 Fax: 0xx83-33101005; email: [email protected], [email protected], [email protected] ; [email protected].


MÉTODO DE LA PENDIENTE ECONÓMICA PARA EL DISEÑO ÓPTIMO DE REDES.

Pérez García, Rafael1; Benjamín Lara Ledesma1, Joaquín Izquierdo Sebastián1, y Fco. Javier Martínez Solano1

RESUMEN: En el trabajo presente se desarrolla un método para el diseño óptimo de redes de distribución de agua, basado en el concepto de la Pendiente Económica. Se demuestra que los resultados obtenidos son idénticos a los que proporcionan otros métodos establecidos, tales como el de Labye o la formulación mediante Programación Lineal. Las ventajas que aporta el método de la Pendiente Económica frente a otros consisten en utilizar un espacio menor de la memoria computacional y también, en proporcionar tiempos de cálculo inferiores a cualquiera de los otros dos métodos comparados. Debido a estas ventajas, el método descrito puede ser utilizado con éxito cuando es necesario realizar un gran número de evaluaciones, como por ejemplo, cuando se utiliza en combinación con un procedimiento de Algoritmos Genéticos. Palabras claves: Diseño óptimo, Redes de distribución de agua, Pendiente Económica, Método de Labye, Programación Lineal ABSTRACT: A method for the optimal design of water distribution networks is presented in this work. The method is developed on the basis of the concept of the Economic Slope. It is demonstrated that the obtained results are identical to those that provide other established methods, such as the Labye method or the formulation by Lineal Programming. The advantages of the Economic Slope method in front of others consist on using an smaller amount of computational memory and also, in providing smaller periods of time than anyone of the other two compared methods. Due to these advantages, the described method can be used with success when it is necessary to carry out a great number of evaluations, for example, when it is used in combination with a procedure of Genetic Algorithms. Keywords: Optimal design, Water distribution networks, Economic Slope, Labye method, Linear Programming

1 Universidad Politécnica de Valencia – Centro Multidisciplinar de Modelación de Fluidos, Camino de Vera s/n, 46022-Valencia (España), Telefono +34 96 387 98 90; Fax +34 96 387 79 81. Email: [email protected]


MODELAGEM COMPUTACIONAL COMO FERRAMENTA PARA ESTUDOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO SANEAMENTO

Vinícius A. Martins1, Agustin M. E. A. Perez1, Katheryne L. N. Bardales1, Fábio V. Gonçalves1, Peter B. Cheung1, Carlos N. Ide1

Resumo - O aumento da demanda por água, associado a crescente urbanização das cidades obriga os prestadores de serviços de saneamento adequarem e/ou melhorarem os sistemas de distribuição de água de forma atender as metas de universalização. Geralmente, essas modificações no sistema (expansão), alteram o comportamento operacional dos sistemas de bombeamento, principalmente, em relação ao aumento no tempo de bombeamento. Do ponto de vista econômico, tais mudanças elevam os custos de energia elétrica nos sistemas de bombeamento. O presente trabalho tem como objetivo demonstrar como a modelagem computacional pode auxiliar estudos de eficiência energética. A metodologia foi aplicada no sistema adutor da cidade de Campo Grande (MS). Índices de eficiência energética foram adotados para verificar o impacto causado pela troca de um motor de uma bomba em linha. Abstract – The increase of water demand associated to city urbanization has obliged water utilities adequate and/or improve water distribution systems in order to guarantee supply goals. Usually, such system modifications (e.g. expansion) change the operational behavior of pumping systems mainly in terms of pumping time. Economically, these modifications increase electrical costs. The interest of this paper is to demonstrate as the computational modeling may aid efficient energy studies. The methodology was applied to real case study of Campo Grande (MS). Efficient energy indexes were adopted for verifying the impact caused by pump motor replacement. Palavras-chave: sistemas de distribuição de água, modelagem computacional, eficiência energética

1 Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – Centro de Ciências Exatas e Tecnologia – Departamento de Hidráulica e Transportes – Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica no Saneamento - Campo Grande - MS CEP: 79009-070 Fone: 0xx67- 33457497 Fax: 0xx67- 33457491 e-mail: [email protected].


MODELAGEM COMPUTACIONAL DE CHAMINÉS DE EQUILÍBRIO E TANQUES DE ALIMENTAÇÃO UNIDIRECIONAL COMO DISPOSITIVOS ATENUADORES DO

GOLPE DE ARÍETE EM ADUTORAS

Marcus Paulo Rosa Barbosa1; Marco Aurélio Holanda de Castro1; John Kenedy de Araújo1 Resumo - Foi implementado, na linguagem Visual Basic 6, um programa computacional para a análise do Golpe de Aríete em adutoras, utilizando-se do Método das Características e das equações características de equipamentos normalmente encontrados nos sistemas hidráulicos. Procurou-se desenvolver um aplicativo que possibilite ao usuário visualizar o comportamento das ondas de sobrepressão e subpressão decorrentes do fenômeno transitório, além de verificar a influência da chaminé de equilíbrio e do tanque de alimentação unidirecional (TAU) como dispositivos de alívio do golpe de aríete. Aplicou-se o modelo computacional na análise dos transientes hidráulicos gerados pelo desligamento do conjunto moto-bomba, e na avaliação da eficiência da chaminé de equilíbrio e do tanque de alimentação unidirecional como mecanismos de atenuação dos picos de pressão. A validação do modelo se deu através da comparação dos resultados das simulações com os dados obtidos nos testes realizados utilizando-se o CTran, software desenvolvido pela Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. De acordo com a análise estatística, o programa desenvolvido apresentou resultados bastante satisfatórios na análise do golpe de aríete, possuindo uma interface de fácil utilização e visualização dos resultados, fato de fundamental importância para que projetistas e estudantes compreendam o comportamento do fenômeno. Abstract - The main goal of this research is the development of the computer code designed to model the water hammer problem which occurs in water pipes. It was used the method of characteristics to numerically solve the differential equations which control the problem. The software developed allows the user to visualize the behavior oh the over and under pressure waves resulting from the occurrence of the transient problem. Other features of the developed software includes the possibility of analyzing the introduction of mechanisms to decrease the effects of the water hammer problem such as orifice tanks, one-way tanks, closed tanks and relief valves. The developed model was applied and validated to water conducts which was previously been analyzed by the software CTran, developed by the “Escola Politécnica de Universidade de São Paulo”. The results were very satisfactory. Palavras-Chave: Modelagem computacional, transientes hidráulicos, golpe de aríete, chaminé de equilíbrio, tanque de alimentação unidirecional (TAU).

1Universidade Federal do Ceará – Campus do Pici – Centro de Tecnologia – Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental – Fortaleza – CE CEP: 60.455-760 Fone/Fax: 0xx85-40089589 E-mail: [email protected]


O USO DE BOMBAS FUNCIONANDO COMO TURBINAS PARA SISTEMAS DE RECALQUE DE ÁGUA.

Rafael Emilio Lopes1; Carlos Barreira Martinez2

Resumo – Sabe-se que uma parcela significativa do custo da água é composta pelo insumo energia elétrica. Este custo tende a ser maior à medida que se trabalha com sistemas em regiões do interior do País. Assim soluções que permitam que sistemas de saneamento se tornem auto-suficientes em energia elétrica devem ser cotejadas e quando possível devem ser implementadas. Dentre as diversas alternativas existentes visando a auto-suficiência energética tem-se a solução baseada em micro centrais hidrelétricas (MCH). Entretanto o custo dos equipamentos hidro-eletro-mecânicos é elevado e se constitui em um obstáculo para a implantação das MCH. Uma alternativa considerada interessante é a utilização de bombas funcionando como turbinas (BFT) que pode apresentar custos competitivos. Apresenta-se neste trabalho uma análise de viabilidade do uso de BFT para a utilização em sistemas de abastecimento de água. Abstract - One knows that a significant piece of the cost of the water is composed for electric energy. This cost tends to be bigger to the measure that if works with systems in isolated regions or the interior of the Country. Thus solutions that allow that sanitation systems if become self-sufficient in electric energy must be evaluated and when possible they must be implemented. Amongst the diverse existing alternatives aiming at the energy self-sufficiency it is had solution based on Micron Hydroelectric Power Plant (MHPP). However the cost of the equipment hidro-electro-mechanics is raised and if it constitutes in an obstacle for the implantation of the MHPP. A considered alternative interesting is the use of pumps as turbines (PAT) that it can present competitive costs. An analysis of viability of the use of PAT for the use in systems of water supply is presented in this work. Palavras-Chave: tratamento de água, energia alternativa, BFT.

1Universidade Federal de Minas Gerais – Campus Pampulha –Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Engenharia Elétrica – CPDEE – PPGEE – UFMG. Av. Antônio Carlos, n ° 6627 , Pampulha – CEP 31270-901 – Belo Horizonte – MG - tel: (031) 3499-4925. E-mail: [email protected]. 2Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos – EHR/CPH – UFMG. Av. Antônio Carlos, n ° 6627 , Pampulha – CEP 31270-901 – Belo Horizonte – MG - tel: (031) 3499-4925. E-mail: [email protected].


OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE REDES HIDRÁULICAS EN EDIFICACIONES

Jorge Armando Granados1; Esteban Alfonso Saavedra1; Oscar Andrés Ramírez1

Resumen - Con el desarrollo de griferías de bajo consumo la aplicación de las unidades de suministro de Hunter para instalaciones hidrosanitarias conduce a sobredimensionar el diseño; ya que los valores de estas unidades se determinaron experimentalmente con los materiales y accesorios existentes en la época. Las unidades originales de los aparatos se han modificado en los códigos, pero estos cambios fueron hechos subjetivamente, sin una correlación con los parámetros del modelo. Por esta razón se realizó un seguimiento a la metodología propuesta por Hunter, llevando a cabo ensayos con el fin de identificar el comportamiento de las griferías en función de las variables más destacadas del método. Analizando los datos obtenidos y calculando las nuevas unidades para los aparatos ensayados, se encontró que estos valores son significativamente menores que los recomendados en los códigos locales e internacionales usados actualmente para el diseño. Se hizo una comparación entre dos diseños para una edificación, con las unidades originales y con las unidades obtenidas en la investigación, encontrando diferencias radicales entre los caudales de diseño, que se reflejan en una disminución importante en costos de materiales, principalmente en tuberías, accesorios y sistemas de bombeo, así como en una reducción en el consumo de agua. Abstract - The fixtures development of under consumption, the application of Hunter’s units supply for plumbing designs produces an over dimension; because the values of these units were determined experimentally with the materials and accessories of that time. The original fixtures units have modified in the codes, but these changes were made subjectively, without a correlation with the parameters of the pattern. For this reason it was carried out an analysis to the methodology proposed by Hunter, carrying out rehearsals with the purpose of identifying fixtures behaviours in function of the most outstanding variables in the method. Analyzing the results and calculating the new units for the rehearsed fixtures, it was found that these values are significantly smaller that those recommended in the local and international codes used at the moment for the design. A comparison was made between two designs for a building (using the original units vs. the units obtained in the investigation) finding mainly radical differences among the design flows rate that are reflected in an important decrease in costs of materials, in pipes, accessories and systems of pumping, as well as in a reduction in the water consumption. Palabras Clave: método de Hunter, unidades de suministro, instalaciones hidrosanitarias.

1 Universidad Nacional de Colombia – Facultad de Ingeniería – Unidad Académica de Hidráulica – Bogotá D.C. – Ciudad Universitaria Cra 30 Calle 45 Tel: 3165000 ext. 13478; Fax 3165563 E-Mail: [email protected] ; [email protected] ; [email protected]


OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA FORMADO POR LA ESTACIÓN DE BOMBEO, LA TUBERÍA DE IMPULSIÓN Y EL DEPÓSITO DE REGULACIÓN

Vicente S. Fuertes Miquel1; Rafael Pérez García1; Javier Martínez Solano1; Amparo López Jiménez1

Resumen – El problema de la optimización económica del sistema estación de bombeo-tubería de impulsión es bien conocido. Su resolución permite seleccionar el diámetro más económico, es decir, el que minimiza los costes totales de la instalación. Sin embargo, avanzando un poco más en la optimización del sistema, habría que considerar también el depósito de regulación. Efectivamente, el volumen de regulación de un depósito viene determinado por las diferencias entre la curva de caudal demandado y la curva de caudal impulsado, estando esta última determinada por el régimen de bombeo: número de bombas en marcha en cada momento, características de las bombas, número de horas de funcionamiento, etc. En este trabajo se plantea la optimización del sistema completo, esto es, además de considerar la estación de bombeo con sus costes energéticos asociados y la tubería de impulsión, se considera también el tamaño del depósito de regulación. La solución del problema planteado determinará el régimen de bombeo, el diámetro de la tubería de impulsión, y el volumen de regulación del depósito. Abstract – The economic optimization of a water main, including the pumping station, is very well know problem. By solving it, the cheapest diameter, that is to say, the diameter of the trunk main minimizing the system’s total costs, may be selected. Nevertheless, by going one step further in the optimization problem, a balancing tank should be considered as well. The volume of a balancing tank may be determined from the differences between the demand and the flowrate curves. This last clearly corresponds to the steady state conditions: number of pumps on duty, pumps characteristics, number of working hours, etc. In this paper, the whole optimization problem, not only considering the pumping station and the trunk main but also the balancing tank, is considered. The solution will consist of the pumping steady state regime, the trunk main diameter and, additionally, the volume of the balancing tank. Palabras clave: Optimización, estación de bombeo, coste energético, tubería de impulsión, depósito de regulación.

1 Universidad Politécnica de Valencia – Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente – Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos (GMMF) – Camino de Vera S/N – CP 46022 – Valencia (España) – Teléfono: +34 963879890 – Fax: +34 963877981 – E-mail: [email protected] ; [email protected] ; [email protected] ; [email protected]


OTIMIZAÇÃO DE BOMBEAMENTO COM ALGORITIMOS GENÉTICOS E PREVISOR DE NÍVEL NAS PRÓXIMAS 24 HORAS

Alberto Adriano Sjobom Júnior1; Marco Antônio Assfalk de Oliveira2 Resumo – No presente trabalho propomos um modelo computacional cujo objetivo é otimizar bombeamentos de sistemas de distribuição de água, minimizando custos com energia elétrica e aumentando a confiabilidade operacional. O modelo otimiza bombeamentos com uso de algoritmos genéticos utilizando para tanto um previsor de níveis de água em reservatórios das próximas 24 h, por redes neurais artificiais. Uma parte do sistema de abastecimento de água de Goiânia é utilizada como estudo de caso. Abstract - In this work is proposed a computational model which main aim is optimize pumpings in water distribution systems by minimization of electrical energy costs and maximization of operational reliability.The model apply genetic algorithms to optimize pumpings using a tank water level predictor for next 24 hours.The prediction is made by artificial neural nets. A part of Goiânia Water Supply System is used to test the model. Palavras-Chave: otimização, bombeamento de água, algoritmos genéticos.

1SANEAGO – Saneamento de Goiás S/A – Av. Vereador José Monteiro, 1957 Setor Negrão de Lima -

Goiânia - GO CEP: 74600-350 Fone: 62-3202-4060 Fax 62-3202-3404 E-mail: [email protected] 2Universidade Federal de Goiás – Escola de Engenharia Elétrica e Computação – Praça Universitária, s/n,

Setor Universitário - Goiânia - GO CEP: 74605-220 Fone: 62-3521-1806 E-mail: [email protected]


OTIMIZAÇÃO ECONÔMICA PARA A REABILITAÇÃO DE REDE DE DISTRIBUIÇÃO,

CONSIDERANDO A INSTALAÇÃO DE BOOSTERS

Saulo de T. M. Bezerra1; Heber P. Gomes2; Daniela da S. Santos3; João S. O. P. da Silva3; Leonardo L. B. Montenegro4

Resumo - O aumento populacional, acompanhado da intensificação das atividades sócio-econômicas, tem tornado a distribuição de água, em quantidade e qualidade adequada, um dos grandes desafios para as companhias de saneamento. Constantemente surgem novas ampliações e consumos especiais nas redes de distribuição já existentes, havendo a necessidade da tomada de decisão sobre qual a forma mais econômica para garantir o abastecimento com vazão e pressão suficientes em todos os pontos de consumo. Faz-se necessário cotejar o custo de investimento necessário à reabilitação das tubulações da rede, com o custo energético de operação de boosters para superar deficiências de pressão em determinados pontos do sistema. Este trabalho apresenta um método de otimização econômica, baseado em técnica de programação dinâmica, associado a um modelo de simulação hidráulica, para a obtenção da alternativa de custo mínimo de reabilitação de sistema de distribuição de água. O método foi aplicado a um anel de uma rede, com deficiência de pressão, provocada por uma ampliação de vazão de 20 l/s. Os resultados alcançados demonstraram que o método de otimização proposto é eficaz para a obtenção da solução que minimiza os custos de reabilitação de sistemas de abastecimento de água.

Abstract - The population increase, followed by the intensification of the socio-economic activities, has made the water distribution, in amount and adequate quality, one of the greatest challenges for the sanitation companies. New special enlargements and consumptions in the existing networks of distribution appear, thus forcing the need for a decision taking about the most economic form of guaranteeing the supplying with enough outflow and pressure in all the consuming points. It becomes necessary to compare the cost of necessary investment for the rehabilitation of the network piping with the energy cost of boosters operation so as to overcome deficiencies of pressure in certain points of the system. This work presents a method of economic optimization based on the technique of dynamic programming, together with a model of hydraulic simulation, for the attainment of minimum cost alternative of the system of water distribution. The method was applied to a net ring with deficiency of pressure, caused by the enlargement of outflow of 20 l/s. The results obtained showed that the optimization method is efficient for the attainment of the solution that minimizes the rehabilitation of water supply systems. Palavras-chaves: Otimização, Análise Econômica, Booster, Gradiente Energético. Keywords: Optimization, Economic Analysis, Booster, Energetic Gradient.

1 Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento - Centro de Tecnologia - UFPB. E-mail: [email protected]. 2 Professor do Departamento de Engenharia Civil. Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento - Centro de Tecnologia - UFPB. E-mail: [email protected]. 3 Bolsistas PIBIC/CNPq/UFPB. Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento - Centro de Tecnologia - UFPB. E-mail: [email protected] e [email protected]. 4 Engenheiro da Companhia de Água e Esgoto da Paraíba (CAGEPA). Mestrando (aluno especial) do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana da UFPB. E-mail: [email protected].


OTIMIZAÇÃO ENERGÉTICA EM ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUA POTÁVEL

INSTALADOS EM OPERAÇÃO NO SEMASA

Luiz Fernando Daud1 , Nilton Franco1 , Dovilio Ferrari Filho1

Resumo - O uso racional dos recursos energéticos no País é um desafio importante para a sobrevivência da sociedade como um todo, com a escassez desafiando nossa criatividade. Este trabalho trata da análise de otimização energética em estações elevatórias de água potável em operação no SEMASA, visando à redução do consumo conseqüentemente dos custos de insumos energéticos, aumento da disponibilidade dos equipamentos, da produtividade e confiabilidade nas estações elevatórias de Vila Vitória, Parque Erasmo e Camilópolis, sem alteração da capacidade instalada, em operação no sistema de abastecimento da cidade de Santo André – SP. Abstract - The rational use of the energy resources in the Country is an important challenge for the survival of the society as a whole, with the scarcity defying our creativity. This work consequently deals with the analysis of energy in drinking waters elevatory stations in operation in the SEMASA, aiming at to the reduction of the consumption of the costs of energy, increase of the availability of the equipment, the productivity and trustworthiness in the elevatory stations of Vila Vitória, Parque Erasmo and Camilópolis, without alteration of the installed capacity, in operation in the system of supplying of the city of Santo André - SP. Palavra Chave – análise energética, inversores de freqüência, rendimento.

1 1SEMASA – Serviço Municipal de Saneamento Ambiental de Santo André Departamento de Manutenção e Operação – Gerência de Manutenção Eletromecânica Santo André – SP CEP 09185-440 Fone: (11) 4433-9770 / 9750 / 9713 Fax: (11) 4433-9767 e-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]


OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO DE REDES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Klebber Teodomiro M. Formiga1; Fazal Hussain Chaudhry2 Maria Eulina A. G. Vieria1

Resumo - O dimensionamento otimizado de sistemas de distribuição de águas têm originado centenas de trabalhos científicos nas últimas quatro décadas. Vários pesquisadores têm buscado encontrar uma metodologia capaz de dimensionar essas redes considerando diversos aspectos e incertezas características desse tipo de projeto. No entanto, os resultados das da maioria das metodologias desenvolvidas não podem ser aplicados na prática. O objetivo deste trabalho é elaborar uma metodologia de dimensionamento de redes de distribuição de água considerando um enfoque multiobjetivo. A metodologia desenvolvida considera três aspectos referentes ao projeto desses sistemas: custo; confiabilidade e perdas por vazamentos. Para tanto, empregou-se um método de otimização multiobjetivo baseado em algoritmos genéticos para a geração do conjunto de soluções não-dominadas NSGA-II. Para representar os objetivos do problema, foram testadas quatro funções: custo, vazamentos, entropia, resiliência sendo que as duas últimas são específicas para a representação da confiabilidade. A metodologia foi aplicada à rede Dois Anéis obtendo-se como resultado mais de 5.000 soluções não dominadas. Este número de soluções é resultado do emprego da função entropia que apresenta pouca correlação com as demais funções. Abstract – The topic “Optimized design of water distribution systems” has generated hundreds of scientific publications in the last four decades. Several researchers have searched for a technology which would take into account a variety of aspects and uncertainties innate to the design of such networks. However, the results of most methodologies developed are not practical. The objective of this work is to develop a methodology for water distribution systems design that has a multi-objective focus. The methodology developed focuses in three aspects of the design of such systems: cost, reliability and losses by leaking. A multiobjective optimization method based on generic algorithms, generating a set of non-defined solutions. Four functions representing the objectives of the problem (method) were tested: cost, leakages, entropy and resilience, two of which are specific to representing reliability. In order to evaluate the generated alternatives, a hydraulic analysis model, that could handle leakages and pressure dependent demands, was employed. This technique is found to be quite promising, the nondominated region being identified in reasonably small number of iterations. Palavras-Chave: otimização multiobjetivo, dimensionamento de redes de distribuição, algoritmos evolucionários.

1Universidade Federal de Goiás – Escola de Engenharia Civil – Goiânia – GO CEP. 74.230-120 Fone/Fax: 0xx62-3209-6091 E-mail: [email protected]; [email protected] 2Universidade de São Paulo – Escola de Engenharia de São Carlos – Área de Hidráulica e Saneamento – São Carlos - SP CEP: Fone: 0xx83-2167684 Fax: e-mail: [email protected]


PANORÁMICA SOBRE LA PROBLEMÁTICA DE LA CALIDAD DE LOS SUMINISTROS DE AGUA EN ESPAÑA

Petra Amparo López Jiménez1; F. Javier Martínez Solano; Gonzalo López Patiño: Vicente S. Fuertes Miquel.

Resumen – La presente contribución muestra una panorámica sobre los problemas de calidad de agua que afectan al sistema de abastecimiento español, desde la captación hasta el suministro en el grifo. Se hace un análisis de los principales aspectos de la calidad del agua, que van siendo considerados en cada uno de los momentos del ciclo del abastecimiento, indicando en la medida de lo posible, el estado en este aspecto en el conjunto de la problemática en este país. Abstract -. In this contribution we show a general view over the problems related to water quality, affecting the Spanish water distribution systems, from water catchment to final tap supply. We analyze the main aspects in drinking water quality, considered in any moment in the urban water supply cycle, focusing over the position of this aspect in our country water quality general situation. Palabras-Clave: Calidad de agua, suministro, abastecimiento.

1Universidad Politécnica de Valencia – Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente – Centro Multidisciplinar de Modelación de Fluidos – Camino de Vera S/N – CP E46022 – Valencia (España) – Tel: (+34) 96 3879890 – Fax: (+34) 96 3877981 E-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected].


PLANO DE GESTÃO OPERACIONAL DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

DO CAMPUS I DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA, COM ÊNFASE NA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA E HIDRÁULICA

Paulo Sergio Oliveira de Carvalho1; Daniela da Silva Santos2; João Silvino Oliveira Paiva da Silva2; Saulo de Tarso Marques Bezerra3; Leonardo Leite Brasil Montenegro4

Resumo – Formulação e apresentação de um modelo otimizado para a Gestão Operacional para Sistemas Mistos de Abastecimento de Água, com fulcro na eficientização hidráulica e energética, utilizando como estudo de caso o Sistema de Abastecimento de Água do Campus I da Universidade Federal da Paraíba - UFPB. O modelo compreende avaliações econômicas de consumo do sistema, cadastramento da rede hidráulica utilizando um Sistema de Informação Geografia - SIG, medições de vazão e pressão, simulações através do software EPANET e proposição para a automatização do sistema, baseado no modelo de Controle Supervisório e Aquisição de dados - SCADA. O presente trabalho apresenta resultados parciais e objetiva a implementação das proposições estudadas em sistemas de abastecimento misto, em particular na rede de abastecimento de água do Campus I da UFPB. Palavras-Chave: Gestão; eficiência hidráulica e energética; sistemas de abastecimento de água; SCADA. Abstract - Formulation and presentation of a model optimized for the Operational Administration for Mixed Systems of water supply, with fulcrum in the hydraulic and energy efficiency, using as case study the System of water supply of the Campus I of the Federal University of Paraíba - UFPB. The model understands economical evaluations of consumption of the system, register of the hydraulic network using a System of Information Geographical - SIG, flow and pressure measurements, simulations through the software EPANET and proposition for the automation of the system, based on Supervisory Control and Data Acquisition - SCADA. The present work presents partial results and aims at the implement of the propositions studied in systems of mixed provisioning, in matter in the network of water supply of the Campus I of UFPB. Keywords: Administration; hydraulic and energy efficiency; Systems of water supply; SCADA.

1 Engenheiro Civil e Tecnólogo de Nível Superior em Processamento de Dados. Mestrando do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Urbana da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) – João Pessoa/PB – Fone: 0xx83-88217007. E-mail: [email protected] 2 Aluno de Graduação do Curso de Engenharia Civil – Bolsista PIBIQ – Laboratório de Recursos Hídricos da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) – João Pessoa/PB. E-mail: [email protected]; [email protected]. 3 Doutorando do Programa de Pós-Graduação de Engenharia Mecânica da UFPB – Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento – CT – UFPB – João Pessoa/PB. E-mail: [email protected] 4 Engenheiro Civil da Companhia de Água e Esgoto da Paraíba. Mestrando (aluno especial) do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Urbana da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) – João Pessoa/PB. E-mail: [email protected]


PREPARAÇÃO E VALIDAÇÃO DE DADOS PARA O BALANÇO HÍDRICO DA IWA - PROCEDIMENTOS E CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO

Rui G. de Salvo Júnior1; Julian Thornton1

Resumo – O Balanço Hídrico da International Water Association (IWA) é a ferramenta padronizada para análise dos componentes de consumo e perdas de água (tanto perdas reais como aparentes) dentro de uma empresa de saneamento e permite identificar a eficiência financeira e a performance técnica de forma padronizada. Entretanto, para completar o balanço hídrico é necessária a coleta e validação de vários tipos de informação, provenientes de vários departamentos dentro da empresa. Este artigo foca o uso de dados de consumo obtidos de sistemas financeiros e algumas das tarefas necessárias para o uso destes dados (financeiros), transformando-os em dados técnicos validados, apropriados para uso no balanço hídrico. O artigo também discute as tarefas necessárias para a correta identificação dos efeitos de erros de medição nos dados de consumo e validação destes componentes de perdas aparentes, tendo como exemplo casos reais de estudos na América do Norte e do Sul. Abstract – The International Water Association (IWA) water balance is the accepted standard tool for analysis of components of consumption and water loss (both real loss and apparent loss) within a water utility and allows the utility to identify financial efficiency and technical performance in a standard way. However in order to complete the water balance it is necessary to collect and validate various types of data which come from various departments within the utility. This paper focuses on the use of consumption data from financial billing systems and some of the tasks necessary to take this financial information and turn it into validated engineering data suitable for use in the water balance. The paper also discusses the tasks necessary to properly identify the effects of meter error on the consumption data and validation of this component of apparent losses. This paper will include real case studies from North and South America. Palavras-Chave: balanço hídrico, eficiência financeira, ferramenta padronizada, performance técnica, tarefas de validação.

1Thornton International – Especializada em Soluções de Problemas de Perda de Água – Mairiporã – São Paulo - SP CEP: 07.600-000 Fone\Fax: (55) 0xx11-4485 0285 - E-mail: [email protected] ; [email protected]


PROBLEMÁTICA GENERADA POR LA UTILIZACIÓN DE VENTOSAS MAL SELECCIONADAS A CAUSA DE LAS DISCREPANCIAS EXISTENTES EN LAS

CURVAS CARACTERÍSTICAS QUE MODELAN SU COMPORTAMIENTO

Vicente S. Fuertes Miquel1; Pedro L. Iglesias Rey1; Joaquín Izquierdo Sebastián1; Gonzalo López Patiño1

Resumen – La presencia de aire en los sistemas de abastecimiento de agua es, en muchos casos, inevitable. El aire se introduce en las tuberías por motivos muy diversos y es la causa de numerosos problemas, pudiendo llegar incluso a ser catastróficos para la instalación. Una buena solución para evitar los problemas derivados de la presencia de aire es la utilización de ventosas. Los fabricantes suelen facilitar sus curvas características (relación entre el caudal de aire admitido o expulsado y la diferencia de presiones) en forma gráfica. En la Universidad Politécnica de Valencia se han realizado ensayos estáticos de un gran número de ventosas, encontrándose grandes discrepancias cuando se comparan los resultados obtenidos con los datos proporcionados por los fabricantes. Esta circunstancia puede originar graves problemas. Si, para seleccionar una ventosa, se utilizan las gráficas facilitadas en los catálogos y las curvas características que allí aparecen se alejan notablemente de la realidad, seguramente se estará realizando un dimensionado totalmente incorrecto, tal y como se pone de manifiesto en el presente trabajo. Abstract – The presence of air in water supply systems is, in many cases, unavoidable. The air develops into the pipes due to very different reasons and causes a big number of problems, which can become even catastrophic for the installations. A good solution for avoiding these problems is the use of air valves. Most manufacturers provide the graphic behaviour of their air valves by means of curves representing head losses vs. air flow through the valve. In the Polytechnic University of Valencia static tests for a big number of these valves have been performed. When comparing the results from these tests with the data provided by the manufactures, important differences have been found. This fact can have dramatic consequences because those curves are the tools used by designers to select the air valves. If the curves do not represent the actual behaviour of the air valve, the design cannot expected to be correct, as is described in the example presented in this paper. Palabras clave: Aire atrapado, ventosas, modelación de elementos, curvas características, sistemas de abastecimiento de agua, transitorios hidráulicos.

1 Universidad Politécnica de Valencia – Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente – Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos (GMMF) – Camino de Vera S/N – CP 46022 – Valencia (España) – Teléfono: +34 963879890 – Fax: +34 963877981 – E-mail: [email protected] ; [email protected] ; [email protected] ; [email protected]


________________________________________________ 1CASAN – Companhia Catarinense de Águas e Saneamento - Gerência de Desenvolvimento Operacional End. Rua XV de Novembro, 230 Estreito – Florianópolis/SC CEP 88075-220 Tel. 48 3221 5835 Fax: 48 3221 5831 e-mail: [email protected] ; [email protected]

PROGRAMA DE GERENCIAMENTO ENERGÉTICO PARA A COMPANHIA CATARINENSE DE ÁGUAS E SANEAMENTO - CASAN

Mauri Fernandes Guedes1; Graziela Regina Pelepenko1

Resumo – No atual contexto mundial, onde a globalização forçou empresas de todas as áreas a se tornarem mais eficazes, as empresas de saneamento não podiam ficar excluídas. E uma das maneiras mais significativas para se melhorar a eficiência de uma empresa de saneamento é através da gestão do seu consumo de energia elétrica. Assim, a elaboração de um Programa de Gerenciamento Energético, abrangendo aspectos humanos e tecnológicos, devidamente estruturado formalmente na empresa, se torna uma ferramenta muito valiosa para uma gestão mais eficiente da empresa e conseqüentemente para a melhoria da qualidade de vida da população. Abstract - In the current world context, where the globalization process forces companies of all areas to become more effective, the sanitation companies could not be excluded. And one of the most significant ways to improve the efficiency of these companies is through the administration of its electric energy consumption. Thus, the elaboration of a Energy Management Program, embracing human and technological aspects, properly formally structured in the company, becomes into a very valuable tool for a more efficient administration of the company and consequently for the improvement of the quality of life of the population. Palavras-Chave: Eficiência Energética no Saneamento, Gestão Energética no Saneamento, Desperdício de Energia.


CORSAN-Companhia Riograndense de Saneamento,- Santa Maria-RS, CEP 97010-020, Fone 0xx55 3220-2200, e-mail: [email protected], joã[email protected];

PROJETO PILOTO DE REDUÇÃO DE PERDAS DE ÁGUA E DE ENERGIA ELÉTRICA NO SISTEMA DE RIO PARDO

José Vilmar Viegas1; Joaquim Stuck1; João Ferreira Almeida1

Resumo – Os sistemas de abastecimento de água operam, normalmente, com uma perda elevada que é incompatível com uma gestão racional e eficiente. Freqüentemente, os diagnósticos abordam problemas na gestão das atividades de manutenção da rede, pressão excessivas na rede, redes de abastecimentos apresentando má qualidade e inexistência de controle de vazamentos, porém, o desconhecimento das causas, das componentes e da quantificação das perdas é o principal problema para definir ações eficientes de redução. O propósito deste trabalho é demonstrar os fundamentos do projeto piloto de redução de perdas de água e de desperdício de energia elétrica no sistema de abastecimento de Rio Pardo, operado pela CORSAN, que compõe o PMG - Programa de Modernização de Gestão. As atividades deste programa atuam de maneira especial para redução de perdas reais e aparentes de água aplicando metodologias de reconhecimento internacional combinada com uma ferramenta de gestão – ( MASPP - Método de Analise e Soluções de Problemas de Perdas) para garantir a sustentabilidade dos resultados obtidos no período de implantação do projeto. Na etapa do diagnóstico, as perdas reais dos 2 setores de abastecimento serão estimadas pelo método Fator Noite-Dia utilizando-se de parâmetros ( expoente N, Pressões Médias, vazão mínima noturna) característico do sistema..O plano de ação de redução de perdas reais e aparentes foi concebido com a implantação simultânea de projetos de redução de perdas reais ( melhoria da qualidade dos reparos, controle e gerenciamento de pressão, controle de vazamentos ativos e melhoria da infra-estrutura instalada) e do combate às perdas aparentes ( melhoria da medição, revisão do cadastro comercial, combate às fraudes e ligações irregulares). O modelo de gestão de controle das metas dos volumes produzido e faturado será através do método MASPP implantado em parceria com empresa de consultoria. Abstract - The water systems supply operate, normally, with a high water loss that is incompatible with a rational and efficient management. Frequently, the diagnostic approach problems in the management of the activities of maintenance , high pressure, quality of materials of the pipe and inexistence of leakage control, however, the unknowledge of the causes, of the components and the quantification of the water losses it is the main problem to define efficient actions of reduction. The purpose of this work is demonstrate the pilot project of reduction of water losses and wastefulness of electric energy in the system of supplying of Rio Pardo , operated of the CORSAN, that it composes of the PMG – Management Modernization of Program. The activities of this program act in special way for reduction of water losses real and apparent applying international methodologies combining with a tool management - (MASPP - Method of Analyzes and Solutions of Problems of water Losses) to guarantee the maintainable of the results in the period of implantation of the project. In the stage of the diagnostic, the water losses actual of the 2 sectors of supplying will be estimate by the method FND – night day factor - using itself of parameters (expoent N, Average pressures, night minimum flow ). The action plan of reduction of water losses real and apparent was conceived with the simultaneous implantation of projects of reduction of losses real (quality and velocity of the repairs, control and management of pressure, control active leakage and maintenance of the infrastructure) and apparent losses (improvement of the measurement, revision of consumer cadaster, irregular conection and combat to the frauds). The model of management of


REDUÇÃO DE VAZAMENTOS VIA VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO (VRPs)

Luisa Fernanda Ribeiro Reis1; Peter Batista Cheung2 Resumo – A inexistência de redes estanques faz do controle de vazamentos em sistemas de distribuição de água para abastecimento assunto de grande relevância, sob os mais diversos aspectos, com destaque para a necessidade de uso racional da água e da energia elétrica, visando a sustentabilidade dos recursos hídricos. Sabendo-se que os vazamentos são função das pressões atuantes no interior das tubulações de um sistema de distribuição, as VRPs (válvulas redutoras de pressão) são seguramente os dispositivos de controle mais eficientes e práticos que se conhece para efetuar o controle de vazamentos, cuja localização e modulação constitui tema de diversas pesquisas. O presente trabalho promove uma revisão da literatura sobre o assunto, utiliza a tecnologia dos Algoritmos Genéticos (AGs) para determinar modulações para as VRPs (representadas por rugosidades fictícias) e tece comparações entre tais resultados e aqueles obtidos via modelo Jowitt e Xu (1990) e Araújo et al.(2006). Conclui que diversas são as possibilidades para se estabelecer as modulações otimizadas das VRPs, com resultados semelhantes, mas recomenda que o modelo de Hazen-Williams deva ser substituído pela Fórmula Universal de perda de carga para que resultados mais conclusivos possam ser finalmente obtidos. Abstract – The inexistence of tight water supply networks makes the leakage control subject of great importance under several aspects, with distinction to the need of rational use of water and electricity, focusing on the water resources sustainability. Conscious that leakage is function of the pressures acting inside the pipes of a distribution system, PRVs (Pressure Reduction Valves) are the most efficient and practical devices to promote leakage control, whose locations and fittings constitute theme for many researches. The present paper develops a review of the literature about the topic, uses the Genetic Algorithms (GAs) technology to determine fittings for the PRVs (represented by fictitious roughness) and compare such results with those obtained by Jowitt and Xu (1990) and Araújo et al. (2006). It concludes that several are the possibilities for establishing the optimal VRPs modulations, with similar results, but recommends that Hazen-Williams model be replaced by the Universal Formulae for headloss in order to finally obtain more conclusive results. Palavras-chave: redes de distribuição, controle de vazamentos, válvulas redutoras de pressão, modulação otimizada, algoritmos genéticos.

1 Professora Associada – Departamento de Hidráulica e Saneamento, Escola de Engenharia de São Carlos/USP – São Carlos – SP CEP: 13.560-250, Fone: 16 33739545, Fax: 16 33739550, e-mail: [email protected] 2 Professor Doutor, Centro de Ciências Exatas e Tecnologia, Departamento de Hidráulica e Transportes, Campo Grande, MS, CP 549, e-mail: [email protected]


REPRESENTACIÓN DE DIFERENTES TIPOLOGÍAS DE DEPÓSITOS MEDIANTE EL MODELO EPANET

Pedro L. Iglesias Rey1; F.J. Martinez Solano1; Vicente S. Fuertes Miquel1; Rafael Pérez García1 Resumen – La modelación de los depósitos es fundamental al abordar el estudio de cualquier sistema de abastecimiento de agua. En este trabajo se aborda la representación de diferentes tipos de depósitos mediante modelos computacionales. Se describe con detalle la modelación de los depósitos que realiza el programa EPANET. Posteriormente se analizan diferentes tipos de depósitos, cuya tipología no coincide exactamente con la definida en el modelo inicial. Se plantean así los problemas de cada uno de los tipos de depósito estudiado, así como las soluciones para modelar su comportamiento mediante el modelo EPANET. La capacidad de extrapolar las conclusiones y metodologías empleadas a otros tipos de depósitos u otros modelos de cálculo es inmediata. Abstract – Modelling reservoirs becomes fundamental when approaching the study of any system of water supply. In this work it’s studied the the representation of different kinds of reservoirs in the different computational models. Therefore, reservoir modelling in Epanet is described with detail. Later different types of reservoirs are analyzed, whose geometry or characterístics does not agree exactly with the defined in the initial model. The problems of each one of the cases studied are presented, as well as the solutions to model their behavior by means of model EPANET. The capacity to extrapolate the conclusions and methodologies used to other types of reservoirs or other computational models is immediate. Palabras-Clave: Depósitos, modelación, abastecimiento de agua, EPANET.

1Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos – Universidad Politécnica de Valencia – Camino de Vera s/n – Apdo 22012 – 46080 Valencia (Espana) Teléfono: +34.96.387.98.90 Fax: +34.96.387.79.81 E-mail: [email protected]


SIMULAÇÃO DE DOIS RESERVATÓRIOS INCLUINDO DILUIÇÃO DE POLUENTES NA BACIA DO RIO PARAÍBA

Marcos de Brito Campos Junior1; Mosefran Barbosa Macedo Firmino1 e Márcia Maria Rios Ribeiro2

Resumo - Este artigo tem como objetivo investigar o comportamento de dois reservatórios integrados, considerando a inclusão da vazão de diluição de efluentes ao sistema. O estudo foi aplicado na região do Médio e Baixo Curso do Rio Paraíba, no Estado da Paraíba. Utilizando critérios de prioridades, é simulado o comportamento do sistema, para 25 anos de dados mensais, com a inclusão da vazão de diluição de efluentes. Os resultados mostram que há mudança nos índices de avaliação do sistema com a introdução da demanda de vazão de diluição. Abstract - This paper deals with the behavior of two interconnected reservoirs considering the inclusion of the dilution of effluents into the system. The study was applied in the medium and low region of the Paraíba River, Paraíba State, Brazil. Making use of priorities criteria, the behaviour of the system is simulated for a 25 years monthly data with the inclusion of effluents dilution. The results show that there is change in the system’s indices evaluation with the introduction of the demand of dilution. Palavras-Chave: Vazão de diluição, Reservatórios, Indicadores de desempenho.

1 Aluno de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Federal de Campina Grande, Caixa Postal 505, 58.100-970 Campina Grande-PB. Fone: (83) 3310-1157;E-mails: [email protected], [email protected] 2 Professora, Curso de Pós - Graduação em Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Federal de Campina Grande - UFCG, Paraíba, Brasil, E-mail: [email protected]


SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO DE AGUA LLUVIA PARA VIVIENDA URBANA

José Alejandro Ballén Suárez1,Miguel Ángel Galarza García2,Rafael Orlando Ortiz Mosquera3

Resumen: Se estudiaron los sistemas de aprovechamiento de agua lluvia, como una propuesta para el abastecimiento parcial de agua en las viviendas ubicadas en zonas urbanas. Esto se realizó como una respuesta a la reducción de la oferta hídrica en los municipios de Colombia, debido a la contaminación de las aguas superficiales y el proceso de degradación que sufren las cuencas. El IDEAM4 afirma, que sí estos procesos no se modifican para el año 2015, en condiciones hidrológicas secas el 60% de la población colombiana podría estar en alto riesgo de desabastecimiento de agua, y que para el año 2025 el valor alcanzaría el 66%.Buscando reducir el efecto de esta problemática en los municipios de nuestro País, se implementó una Metodología para el prediseño de los sistemas de aprovechamiento de agua lluvia, la cual esta encaminada a darle el uso más adecuado al agua lluvia dentro de las unidades residenciales. El prediseño del sistema es un proceso iterativo, donde al final de cada etapa se evalúan los parámetros para lograr que el producto último sea económico y funcional; pero sí la implementación del sistema es totalmente inconveniente por sus altos costos y/o bajo nivel de funcionalidad la aplicación de la metodología evidenciará este hecho sugiriendo la no realización de este proyecto. La metodología para el diseño del sistema involucra dos etapas: Factibilidad Técnica y Factibilidad Financiera.De la aplicación de la metodología se logro concluir que actualmente los sistemas de aprovechamiento de agua lluvia son factibles, en lugares con deficiencias en el suministro, baja calidad del agua o costos elevados. Estos sistemas son más eficientes cuando se combinan con otras fuentes de abastecimiento. Summary: There were studied the systems of water rain use, like a proposal for the partial supply of water in the housings located in urban areas. This was carried out like an answer to the hydric offer reduction in the municipalities of Colombia, due to the superficial waters contamination and the degradation process that suffer the basins. IDEAM affirms that if these processes aren’t modified for the year 2015, the 60% of colombian population's will be under dry hydrological conditions and in supply of water’s risk could be high, and for the year 2025 the value would reach to 66%.Looking for to reduce the effect of this problem in the municipalities of our Country, a methodology was implemented for the systems pre-design of the of water rain use, guided to give the most appropriate use to the water rain inside the residential units. The pre-design system is a iterative process, where at the end of each stage the parameters are evaluated to ensure that the last result is economic and functional; but if the implementation of the system is completely inconvenient for its high costs and/or low level of functionality, the application of the methodology will evidence this fact suggesting the non realization of this project. The methodology for the system design involves two stages: Technical feasibility and Financial Feasibility.With the application of the methodology, was possible to conclude that at the moment, the systems of water

1 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: [email protected] 2 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: [email protected] 3 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola –Unidad de Hidráulica – M. Sc. En Docencia – Candidato a M. Sc. en Recursos Hidráulicos – Director de la Unidad de Hidráulica - Integrante GIREH ( Grupo de investigación de Recursos Hídricos) - Bogota, Colombia. Tel: (+57) 1 3165000 Ext. 13474 – Fax: (+57) 1 3165563 E-mail: [email protected] 4 INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES. “Estudio Nacional del Agua”. Bogotá, D.C., 2000.


SUBSTITUIÇÃO DE TRECHO DE ADUTORA RESULTA EM ECONOMIA DE 50% NA CONTA DE ENERGIA ELÉTRICA – CORSAN / SÃO LOURENÇO DO SUL - RS

João Ferreira Almeida1; Antonio Comunello Accorsi2

Resumo – Em um sistema de adução pressurizada, de um total de 2.100m, o assentamento de nova tubulação PVC/DEFoFo/-DN300mm em um trecho desta num total de 1.740m em substituição de parte de duas tubulações antigas, uma em F°F° e outra em cimento-amianto, ambas com ∅ nominal 200mm, no sistema de bombeamento de água bruta para tratamento na cidade de São Lourenço do Sul, no Rio Grande do Sul na região Sul do Brasil, resultou na redução média nos custos mensais da conta de energia elétrica em aproximadamente 50%. Graças à diminuição da carga dinâmica obtida com a nova tubulação os dois motores de 125CV II Pólos foram substituídos por motores de 75CV IV Pólos, além da substituição das bombas centrífugas. O rendimento dos novos equipamentos instalados está bem próximo de seu ponto de máxima eficiência. Neste trabalho é demonstrado e comprovado o bom desempenho e a economia obtida. Um ótimo indicador é o índice de consumo de energia elétrica – kWh/m³. Doravante, objetiva-se implementar esse tipo de projeto nos demais sistemas de bombeamento existentes na CORSAN cujas características apresentem situações semelhantes. Todas as informações deste trabalho foram originadas, durante a condução do projeto e durante a obra, pelas equipes da CORSAN-RS na Superintendência Regional da Região Sul (SURSUL) e Superintendência de Manutenção e Operação (SUMOP). Abstract – In the raw water supply pressurized pumping system located in São Lourenço do Sul city, Rio Grande do Sul state, south region of Brazil, from a total of 2.100m, after changed a distance of 1.740m of two old ∅200mm Cast Iron and Asbestos in parallel pipes by a single new 1.740m ∅300mm PVC/DEFoFo pipe. It has provided reduction in energy costs. The monthly average electricity bill amount did decrease 50%. The pumping is now operating near the maximum efficiency point and, in this case, it can demonstrate the savings and the gains in the kWh/m³ specific number because of the new pumping equipments performance (new 75CV - II pole instead of the old 125CV - IV pole, and new pumps as well). From now on CORSAN intend to use this kind of project in other similar water lifting and supply systems. All data here in used are from project department and CORSAN’s South Region Superintendence (SURSUL) and Operation & Maintenance Superintendence (SUMOP) team. Palavras-Chave: eficiência energética, economia de energia elétrica, água.

1Engenheiro Civil – Superintendente de Manutenção e Operação / Diretoria de Operações 2Engenheiro Eletricista – Coordenador do Programa de Gestão de Energia Elétrica / Diretoria de Operações CORSAN – Cia. Riograndense de Saneamento – Diretoria de Operações / Rua Caldas Jr., 120 P. Alegre RS CEP: 90010-260 Tel.: (0xx51) 3215-5661 Fax: (0xx51) 3215-5660 E-mail: [email protected]


UMA INTERFACE DE PRÉ-PROCESSAMENTO PARA O EPANET UTILIZANDO O AUTOCAD: O PROGRAMA UFC2

Magno Gonçalves da Costa1; Marco Aurélio Holanda de Castro2 Resumo – A utilização de ferramentas computacionais para simulação em engenharia tem se tornado cada vez mais importante e indispensável para projetistas, gestores e outros profissionais interessados em melhor compreender determinados processos ou fenômenos. Entretanto, o pré-processamento corresponde ao maior percentual do tempo gasto na realização da simulação computacional de uma rede hidráulica, o que é um entrave ao uso ampliado da técnica de simulação. Desse modo, foi desenvolvido um programa no ambiente do AutoCAD, em linguagens AutoLISP e VBA (incorporadas no AutoCAD), que permite, dentre outras coisas, realizar o traçado da rede no AutoCAD e exportá-la diretamente para o Epanet. Deste modo, minimiza-se os esforços e reduz-se satisfatoriamente o tempo de criação do modelo de simulação. Entre outras vantagens, além de redes de abastecimento de água, o programa também abrange redes de irrigação. Abstract – The hydraulic simulation is one of the most powerful ways to perform analysis within pressurized pipe networks. However, it is quite common that the planner spends great part of the time study in the preprocessing phase. A program developed in the AutoCAD’s workspace provides a dynamic and automatic solution for this problem. Customized operation tools created in AutoLISP and VBA code allow the users to model the network pipes and elements, using AutoCAD’s advantages and graphic resources. It can gather all input data of a supply water network and create an input file containing all the hydraulic and geometric data. This file could be opened in the public domain software Epanet, and is just ready to run. Other advantage of this software is to provide a lot of tools that improve the AutoCAD workspace as well for editing simulation data. Palavras-chave: simulação hidráulica, redes pressurizadas, pré-processamento.

1 Mestrando em Engenharia Civil – Universidade Federal do Ceará – Campus do Pici – Centro de Tecnologia –

Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental – Bloco 713 – térreo – Fortaleza - CE – CEP 60451-970 – Fone:

(85) 3288-9621 – Fax: (85) 3288-9627 – Email: [email protected] 2 Professor Adjunto – Universidade Federal do Ceará – Campus do Pici – Centro de Tecnologia – Departamento de

Engenharia Hidráulica e Ambiental – Bloco 713 - térreo – Fortaleza - CE – CEP 60451-970 – Fone: (85) 3288- 9621 –

Fax: (85) 3288-9627 – Email: [email protected]

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