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Análise e gerenciamento de redes de distribuição de água com suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)

NASCIMENTO, Rosemary Batista do 31 January 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T16:26:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2049_1.pdf: 8995821 bytes, checksum: d2a566dca4e7959219d7c624eee20c8a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Esta pesquisa teve por objetivo desenvolver um sistema aplicativo, com base em Sistema de Informações Geográficas (SIG) para analisar as redes de distribuição de água e dar subsídios ao planejamento das ações para redução das perdas de água. Para isso foi criado um modelo conceitual de um Sistema de Abastecimento de Água, empregando-se a Modelagem de Dados Espaciais Orientada a Objetos, em linguagem UML. O modelo físico correspondente foi implementado e testado na forma de um projeto piloto, utilizando-se o programa ArcGIS da ESRI. A área de estudo correspondeu a um distrito operacional e um setor comercial da Companhia Pernambucana de Saneamento (COMPESA), na cidade do Recife. O resultado do teste mostrou que o objetivo da pesquisa foi atingido e que o emprego de uma estrutura topológica de redes foi fundamental para o sucesso do sistema aplicativo
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Avaliação e gestão de riscos no controle da qualidade da água em redes de distribuição: estudo de caso / Risk management and assessment in the control of the quality of water in water distribution networks: a case study

José Moreno 06 November 2009 (has links)
Esta pesquisa diz respeito à proposta de usar a avaliação e gestão de risco como instrumento para controle da qualidade da água para consumo humano e operação de redes de distribuição. Em 2004 a Organização Mundial da Saúde - OMS - apresentou uma proposta abrangente para controle da qualidade da água denominada PSA, na qual foi indicado um processo sistemático para identificação de perigos e procedimentos de gestão e controle de riscos. Segundo a OMS, o maior benefício em se desenvolver planos desta natureza é a sistematização, avaliação detalhada e a priorização de perigos - além de monitoramento operacional através de múltiplas barreiras de controle. Este trabalho tem como objetivo examinar a pertinência de utilizar a avaliação de risco na operação de redes de distribuição e no controle da qualidade da água para consumo humano. Para tanto foi estudado como os conceitos de avaliação e de gestão de risco podem ser especificamente aplicados em redes de distribuição de água. Este estudo possibilitou a identificação e caracterização de variáveis relevantes, as quais possibilitaram definir critérios e parâmetros, a partir dos quais foi possível elaborar método para a avaliação de risco microbiológico em redes de distribuição de água, baseado nos estudos de Godfrey et. al. (2002) e Tibatemwa (2003). A avaliação e a validação do instrumento proposto foram feitas por meio de estudo de caso desenvolvido no sistema de abastecimento de água de Itatinga, cidade de pequeno porte situada no interior do Estado de São Paulo. O método proposto propiciou conhecer em detalhes como é feita a gestão da rede de distribuição de água, indicou situações de perigo e, principalmente, permitiu quantificar os referidos riscos. A partir da compreensão dos riscos avaliados, através do modelo foi possível observar o efeito sinérgico de determinadas intervenções, tais como a substituição de tubulações com elevada pontuação de risco. O método proposto mostrou ser eficaz na identificação e caracterização dos riscos microbiológicos que envolvem a operação e o controle da qualidade da água em redes de distribuição. / The basis of this study corresponds to using risk management and evaluation as a tool for the control of the quality of water for human consumption and operation of water distribution networks. The need for developing and implementing a new way to control the quality of water intended for human consumption is identified and debated in this research due to evident limitations of the current \"Final Product Analysis\" in assuring reliability of the water distributed to the population. In 2004, the World Health Organization - WHO presented a comprehensive proposal for water quality control denominated WSP, Water Safety Plan, in which a systematic process for identifying hazards, management procedures, and risk control is indicated. According to WHO, the greatest benefits of developing plans such as this one are systematization, detailed evaluation, and prioritizing hazards, besides the operational monitoring through the multi-barrier control. The objective of this research is to discuss the use of risk evaluation in water distribution networks and in the control of the quality of water for human consumption. The application of risk management and evaluation concepts in water distribution networks was investigated. Therefore, it was possible to identify and characterize relevant variables, which enabled to define criteria and parameters in order to develop a methodology to evaluate the microbiological risk in water distribution networks based on the studies of Godfrey et al. (2004) and Tibatemwa (2003). The assessment and validation of the measures proposed were done through the analysis of a case study conducted in a water supply station in Itatinga, a small town located in the province of São Paulo state. The methodology proposed allowed a thorough investigation of the management of water distribution networks, identified risks, and mainly it made possible to quantify those risks. Having evaluated the risks, the synergistic effect of some operations, such as the substitution of pipes associated with high risk, could be observed using the model. The methodology proved efficient at identifying and characterizing the microbiological risks involved in the operation and control of water quality in water distribution networks.
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Avaliação e gestão de riscos no controle da qualidade da água em redes de distribuição: estudo de caso / Risk management and assessment in the control of the quality of water in water distribution networks: a case study

Moreno, José 06 November 2009 (has links)
Esta pesquisa diz respeito à proposta de usar a avaliação e gestão de risco como instrumento para controle da qualidade da água para consumo humano e operação de redes de distribuição. Em 2004 a Organização Mundial da Saúde - OMS - apresentou uma proposta abrangente para controle da qualidade da água denominada PSA, na qual foi indicado um processo sistemático para identificação de perigos e procedimentos de gestão e controle de riscos. Segundo a OMS, o maior benefício em se desenvolver planos desta natureza é a sistematização, avaliação detalhada e a priorização de perigos - além de monitoramento operacional através de múltiplas barreiras de controle. Este trabalho tem como objetivo examinar a pertinência de utilizar a avaliação de risco na operação de redes de distribuição e no controle da qualidade da água para consumo humano. Para tanto foi estudado como os conceitos de avaliação e de gestão de risco podem ser especificamente aplicados em redes de distribuição de água. Este estudo possibilitou a identificação e caracterização de variáveis relevantes, as quais possibilitaram definir critérios e parâmetros, a partir dos quais foi possível elaborar método para a avaliação de risco microbiológico em redes de distribuição de água, baseado nos estudos de Godfrey et. al. (2002) e Tibatemwa (2003). A avaliação e a validação do instrumento proposto foram feitas por meio de estudo de caso desenvolvido no sistema de abastecimento de água de Itatinga, cidade de pequeno porte situada no interior do Estado de São Paulo. O método proposto propiciou conhecer em detalhes como é feita a gestão da rede de distribuição de água, indicou situações de perigo e, principalmente, permitiu quantificar os referidos riscos. A partir da compreensão dos riscos avaliados, através do modelo foi possível observar o efeito sinérgico de determinadas intervenções, tais como a substituição de tubulações com elevada pontuação de risco. O método proposto mostrou ser eficaz na identificação e caracterização dos riscos microbiológicos que envolvem a operação e o controle da qualidade da água em redes de distribuição. / The basis of this study corresponds to using risk management and evaluation as a tool for the control of the quality of water for human consumption and operation of water distribution networks. The need for developing and implementing a new way to control the quality of water intended for human consumption is identified and debated in this research due to evident limitations of the current \"Final Product Analysis\" in assuring reliability of the water distributed to the population. In 2004, the World Health Organization - WHO presented a comprehensive proposal for water quality control denominated WSP, Water Safety Plan, in which a systematic process for identifying hazards, management procedures, and risk control is indicated. According to WHO, the greatest benefits of developing plans such as this one are systematization, detailed evaluation, and prioritizing hazards, besides the operational monitoring through the multi-barrier control. The objective of this research is to discuss the use of risk evaluation in water distribution networks and in the control of the quality of water for human consumption. The application of risk management and evaluation concepts in water distribution networks was investigated. Therefore, it was possible to identify and characterize relevant variables, which enabled to define criteria and parameters in order to develop a methodology to evaluate the microbiological risk in water distribution networks based on the studies of Godfrey et al. (2004) and Tibatemwa (2003). The assessment and validation of the measures proposed were done through the analysis of a case study conducted in a water supply station in Itatinga, a small town located in the province of São Paulo state. The methodology proposed allowed a thorough investigation of the management of water distribution networks, identified risks, and mainly it made possible to quantify those risks. Having evaluated the risks, the synergistic effect of some operations, such as the substitution of pipes associated with high risk, could be observed using the model. The methodology proved efficient at identifying and characterizing the microbiological risks involved in the operation and control of water quality in water distribution networks.
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USO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS NA OPERAÇÃO DE SISTEMAS DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA / USE OF INFORMATION SYSTEMS GEOGRAPHICAL SYSTEMS IN OPERATION SUPPLY

OLIVEIRA, Roberta Mara de 24 June 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pre_text.pdf: 56575 bytes, checksum: 5f1c6cc33c1bb2883044127a8752c684 (MD5) Previous issue date: 2009-06-24 / Water companies have the duty to provide water to the growing demand, which requires a larger quantity of active connections and, consequently, results in an increase of net extension and a larger volume of produced water. This paper aims at presenting a tool for the support of management of water distribution nets in a pilot area in the city of Goiânia GO. The application of GIS tool integrated to the hydraulic model had sectors Parque Ateneu and Jardim Mariliza as sceneries, with the purpose of evaluating the building difficulties of those models (plural) and its use as a tool for this paper. Concerning the building of the models, we used geoprocessing resources in order to integrate graphic databases and water system typical alphanumerics, especially net technical registration, urban map reference, altimetry map, and consumption profile, used as case study. The building process shows the EPANET DC Water Design Extension at stages CAD, GIS, and finally in the integration procedure for the adopted hydraulic simulation program. Finally, the model was used for the evaluation of the system deployed. In this research chose to develop a method of semi-automatic connection of the nodes of the units of consumption consuming, this method can avoid the duplicity of associations, allowing only one connection in each unit, one of the advantages of this method is the control that operator is at the link, node can determine which is closest to the consumer unit. The results show that we can produce information for the improvement of general knowledge of the delivery system because what occurs is large spread of information inside the company in charge of the management / As companhias de água têm a complexa tarefa de fornecer água, atendendo a crescente demanda, que exige maior quantidade de ligações ativas, que consequentemente acarreta em um aumento na extensão da rede e um maior volume de água produzida. Esta dissertação apresenta uma ferramenta no suporte ao gerenciamento das redes de distribuição de água de uma área piloto na cidade de Goiânia-Go. A aplicação da ferramenta SIG integrada ao modelo hidráulico, teve como cenário os bairros Parque Ateneu e Jardim Mariliza, com o objetivo de avaliar as dificuldades de construção de tais modelos e seu uso como ferramenta para esse trabalho. No tocante à construção dos modelos, utilizou-se recursos de geoprocessamento para integrar bases de dados gráficas e alfanuméricas típicas de sistemas de água, em especial, o cadastro técnico da rede, o mapa urbano de referência, o mapa de altimetria e o perfil de consumo, usada como estudo de caso. Demonstra o processo de construção nas etapas CAD, GIS e finalmente no procedimento de integração para o programa de simulação hidráulica adotado, o EPANET extensão DC WATER. Por fim, o modelo foi empregado para a avaliação do sistema implantado. Na presente pesquisa optou por desenvolver um método de ligação semi-automática dos nós de consumo as unidades de consumidoras, neste método é possível evitar a duplicidade de associações, permitindo apenas uma ligação em cada unidade, uma das vantagens desse método é o controle que o operador tem no momento da ligação, podendo definir qual nó está mais próximo da unidade consumidora.Os resultados demonstraram que podem ser produzidas informações para melhoria do conhecimento geral do sistema de abastecimento, pois o que ocorre é a grande dispersão de informação dentro da empresa gestora
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Simulação computacional de bombas com velocidade de rotação variável no EPANET / Computer simulation of variable speed pumps in EPANET

Coutinho, Ricardo Santos 10 December 2015 (has links)
Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-01-29T17:14:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ricardo Santos Coutinho - 2015.pdf: 10137543 bytes, checksum: 50b06893fd31466aedf36ff57ca15495 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T11:58:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ricardo Santos Coutinho - 2015.pdf: 10137543 bytes, checksum: 50b06893fd31466aedf36ff57ca15495 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-01T11:58:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ricardo Santos Coutinho - 2015.pdf: 10137543 bytes, checksum: 50b06893fd31466aedf36ff57ca15495 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-12-10 / In water distribution systems, most of the electricity is consumed by pumping systems. Thus, reducing the inefficiency of the pump can provide significant energy savings. This can be achieved by substituting fixed-speed pumps by variable-speed pumps (VSP). However, the high costs of installation and operation of the VSPs require a preliminary economic assessment of the design, which is usually accompanied by the use of hydraulic solvers to simulate the behavior of the water network. One of the most used softwares for this purpose is the EPANET 2, which uses the gradient method for the hydraulic analysis of the steady flow. However, the EPANET 2 is inaccurate when computing the VSP efficiency. This is because the software does not take into account the changes in the pump efficiency curve when the pump speed is changed. In this study, a routine for calculating VSPs efficiency, based on the Sârbu and Borza (1998) formula, is implemented in the source code of the EPANET 2. The influence of the new routine on the results predicted by the software for efficiency, power and energy consumption of the VSP is evaluated in simulations with a hypothetical network. The results showed that the original version of EPANET 2 tends to underestimate the efficiency and thus overestimate the power and energy consumption of the VSPs. In the present case, the energy consumption of the system predicted by the original version of EPANET 2 was 21.99% higher than the predicted by the modified version. These results point out that the modified version of EPANET 2 provides a better prediction of VSPs behavior and thus its use is recommended in the simulation of water distribution networks equipped with VSPs. / Em redes de distribuição de água, a maior parte da energia elétrica é consumida pelos sistemas de bombeamento. Deste modo, a redução da ineficiência das bombas pode proporcionar uma economia expressiva de energia. Isto pode ser alcançado pela substituição de bombas de rotação constante por bombas de rotação variável (BRVs). No entanto, os elevados custos de instalação e operação de BRVs requerem uma avaliação econômica prévia do projeto, a qual geralmente é acompanhada do uso de simuladores hidráulicos para simular o comportamento da rede. Um dos programas mais utilizados para este fim é o EPANET 2, o qual emprega o Método Gradiente para a análise hidráulica do escoamento permanente. Todavia, o EPANET 2 é impreciso ao computar a eficiência de BRVs. Isto ocorre porque o programa não leva em conta a mudança na curva de eficiência da bomba quando sua velocidade de rotação é alterada. No presente trabalho, uma rotina para o cálculo da eficiência de BRVs, baseada na fórmula de Sârbu e Borza (1998), é implementada no código-fonte do EPANET 2. A influência da nova rotina nos resultados previstos pelo programa para a eficiência, potência e consumo de energia de BRVs é avaliada em simulações com uma rede hipotética. Os resultados mostraram que a versão original do EPANET 2 tende a subestimar a eficiência e, consequentemente, superestimar a potência e o consumo de energia de BRVs. No caso em tela, o consumo de energia do sistema previsto pela versão original do EPANET 2 foi 21,99% maior que o previsto pela versão modificada. Tais resultados apontam que a versão modificada do EPANET 2 proporciona uma melhor previsão do comportamento de BRVs e, portanto, o seu uso é recomendado na simulação de redes de distribuição de água equipadas com BRVs.
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Metodologia de otimização de redes malhadas através da programação não linear. / Methodology of network optimization through nonlinear programming.

FORMIGA, Klebber Teodomiro Martins. 10 November 2018 (has links)
Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-11-10T14:15:57Z No. of bitstreams: 1 KLEBBER TEODOMIRO MARTINS FORMIGA - DISSERTAÇÃO PPGECA 1999..pdf: 16389709 bytes, checksum: 2cbf1a8342d988c0e6828ecd2fda1b6c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-10T14:15:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KLEBBER TEODOMIRO MARTINS FORMIGA - DISSERTAÇÃO PPGECA 1999..pdf: 16389709 bytes, checksum: 2cbf1a8342d988c0e6828ecd2fda1b6c (MD5) Previous issue date: 1999-03-11 / CNPq / As redes de distribuição, que fazem parte dos sistemas de abastecimento de água, são, em grande parte, redes malhadas, cuja complexidade no dimensionamento tem forçado os projetistas a utilizar metodologias tradicionais de tentativa e erro para obter a solução do problema. Esses métodos, dos quais o mais empregado é o de Hardy-Cross, fazem tão somente o balanceamento da rede, deixando a cargo da experiência do projetista a busca de um dimensionamento mais econômico. Neste trabalho será apresentado um método que utiliza técnicas de programação não linear para o dimensionamento económico de redes malhadas. Esse método é composto de duas etapas. Na primeira, as vazões e os diâmetros são considerados como variáveis de decisão, e na segunda etapa, as variáveis de decisão são os comprimentos dos segmentos dos trechos, com diâmetros constantes, e suas correspondentes vazões. Essa metodologia foi aplicada a duas redes encontradas na literatura, em que o dimensionamento já havia sido feito por outros métodos de otimização. Os resultados mostram que o método da programação não linear apresenta uma eficácia maior na busca do custo mínimo de uma rede, quando comparado com outras metodologias de otimização de redes malhadas estudadas. / The design complexity of looped networks has forced to use traditional trial and error methods to attain a solution for the problem. Those methods, where the Hardy-Cross method is the most known among them, only carry out energy and mass balance of the network without dealing with the system's cost, that is, nor estimating neither improving the system's cost. In this work, a method for designing economical looped networks based on nonlinear programming is presented. To reduce the number of variables and, probabily, improve the performance of the solution procedure, this method is composed of two stages to reach an optimal solution. In a first stage, a nonlinear programming technique is applied to determine the flows and diameters of the pipes connecting two nodes of the network. In a second stage are chosen which are the upper and lower values of the results attained at the first stage for each pipe segment, and a nonlinear programming technique is applied once more to determine the length of each diameter for each pipe segment along with its flow. In both stages the objective function was related to the cost of the pipes and pumping requirements. This method has been applied to two examples of looped networks, which have been used in the literature to illustrate the application of other optimization methods developed by other authors. The optimal solutions attained from the method presented herein have shown to be better than the ones resulting from the application of any other method, which were taken into account for comparison in this work.

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