O presente trabalho propõe uma evolução metodológica na operação do Sistema Adutor Metropolitano de São Paulo, em tempo real. Foi implantado um modelo matemático, em tempo real, de previsão de consumo de água horário para uma melhoria na performance operacional. Descrevem-se vários procedimentos de sistema de controle operacional, desde manual até totalmente automático, em sistemas de abastecimento. O sistema de abastecimento de São Paulo é classificado neste contexto. Foi analisada a possibilidade de desenvolvimento da situação atual rumo a um controle mais eficiente, através do uso de um modelo de previsão de demanda de água. O “estado da arte" em modelos de previsão de consumo de água é apresentado através de uma revisão bibliográfica especifica. Foi desenvolvida uma interface entre um modelo de rede hidráulica e um modelo de previsão de demanda de água existente, ambos utilizando dados operacionais, obtidos em tempo real de um sistema de telemetria. A interface foi testada em um estudo de caso do Sistema Adutor de São Paulo. Com a utilização de um modelo de previsão, concluiu-se que é possível estabelecer regras operacionais mais eficientes. Essa eficiência é demonstrada pela redução do número de mudanças de posição de válvula e estado de bombas, bem como é observada a redução do custo de energia elétrica (reduzindo o bombeamento em horário de maior custo). Os benefícios obtidos do uso conjunto do modelo simulador hidráulico e do modelo de previsão de demanda não podem ser considerados como o ótimo global. Seria necessário dispor de um modelo de otimização (programação automática). De qualquer forma, foi concluído que o investimento na implementação desses dois modelos é extremamente atrativa. / This work proposes a methodological evolution of a real time water distribution system operation applied to the Water Mains System of Metropolitan Region of Sao Paulo. It was settled a mathematical model in real time, to forecast hourly water consumptions, intending to increase operational performance. Several operational control procedures of water systems were described, since manual ones until total automatic ones. Sao Paulo system is classified into this concept. The possibility of development from the present status toward a more efficient control was analyzed, through the use of a water demand prediction model. State-of-art of water demand models is presented, through a specific literature review. An interface between a hydraulic network model and an existing water demand prediction model were developed both of them using operational data, obtained in real time by a telemetric system. The interface was tested in a case study of Sao Paulo Water Mains System. One concludes that through the use of the prediction model, it was possible to make more efficient operational schedules. This efficiency is demonstrated by the reduction in number of valve positions changes and in pump status changes, as well as a decrease in energy costs could be observed ( reducing pump operations in hours of more expensive costs). Benefits obtained by the conjunctive use of the hydraulic simulation model and the water demand prediction model can not be admitted as the global optimum. It would be necessary to make available an optimization model (automatic scheduler). However it was concluded that investment in these two models implementations is extremely attractive.

O presente trabalho propõe uma evolução metodológica na operação do Sistema Adutor Metropolitano de São Paulo, em tempo real. Foi implantado um modelo matemático, em tempo real, de previsão de consumo de água horário para uma melhoria na performance operacional. Descrevem-se vários procedimentos de sistema de controle operacional, desde manual até totalmente automático, em sistemas de abastecimento. O sistema de abastecimento de São Paulo é classificado neste contexto. Foi analisada a possibilidade de desenvolvimento da situação atual rumo a um controle mais eficiente, através do uso de um modelo de previsão de demanda de água. O “estado da arte” em modelos de previsão de consumo de água é apresentado através de uma revisão bibliográfica especifica. Foi desenvolvida uma interface entre um modelo de rede hidráulica e um modelo de previsão de demanda de água existente, ambos utilizando dados operacionais, obtidos em tempo real de um sistema de telemetria. A interface foi testada em um estudo de caso do Sistema Adutor de São Paulo. Com a utilização de um modelo de previsão, concluiu-se que é possível estabelecer regras operacionais mais eficientes. Essa eficiência é demonstrada pela redução do número de mudanças de posição de válvula e estado de bombas, bem como é observada a redução do custo de energia elétrica (reduzindo o bombeamento em horário de maior custo). Os benefícios obtidos do uso conjunto do modelo simulador hidráulico e do modelo de previsão de demanda não podem ser considerados como o ótimo global. Seria necessário dispor de um modelo de otimização (programação automática). De qualquer forma, foi concluído que o investimento na implementação desses dois modelos é extremamente atrativa. / This work proposes a methodological evolution of a real time water distribution system operation applied to the Water Mains System of Metropolitan Region of Sao Paulo. It was settled a mathematical model in real time, to forecast hourly water consumptions, intending to increase operational performance. Several operational control procedures of water systems were described, since manual ones until total automatic ones. Sao Paulo system is classified into this concept. The possibility of development from the present status toward a more efficient control was analyzed, through the use of a water demand prediction model. State-of-art of water demand models is presented, through a specific literature review. An interface between a hydraulic network model and an existing water demand prediction model were developed both of them using operational data, obtained in real time by a telemetric system. The interface was tested in a case study of Sao Paulo Water Mains System. One concludes that through the use of the prediction model, it was possible to make more efficient operational schedules. This efficiency is demonstrated by the reduction in number of valve positions changes and in pump status changes, as well as a decrease in energy costs could be observed ( reducing pump operations in hours of more expensive costs). Benefits obtained by the conjunctive use of the hydraulic simulation model and the water demand prediction model can not be admitted as the global optimum. It would be necessary to make available an optimization model (automatic scheduler). However it was concluded that investment in these two models implementations is extremely attractive.

O presente trabalho propõe um modelo de operação sustentado por um sistema de suporte à decisão para operar a distribuição de água em tempo real atendendo a condições / restrições hidráulicas com o mínimo custo de energia elétrica. O atendimento às condições / restrições hidráulicas são avaliadas por um modelo simulador hidráulico previamente montado e calibrado. O conjunto de resultados avaliados pelo modelo de simulação hidráulica é analisado por um modelo de otimização proposto com solução de programação linear. As condições de operação em tempo real geram a necessidade de alimentação de informações operacionais automáticas a qualquer momento e com curto espaço de tempo – menor que horário. Para uma operação otimizada, previamente analisada por um modelo de simulação hidráulica cria uma condição critérios para uma previsão do consumo a ser atendido nas próximas horas. Um refinamento desses critérios são utilizados em um modelo de previsão de demanda de água que prevê e checa seus resultados de forma dinâmica. O modelo de operação proposto cria uma interface entre todos esses sistemas. Essa interface é testada e avaliada a partir de um estudo de caso aplicado no Sistema Adutor Metropolitano de São Paulo. A eficiência do modelo de operação proposto é apresentada tendo como resultado uma redução no custo de energia elétrica. / This assignment considers an operation model supported by decision support systems to operates the water supply systems in real time, considering the hydraulical conditions while achieving some performance goals, in this case, reducing electricity costs (minimization of pumping costs) the attempt of the hydraulic constraints are evaluated by an hydraulical simulator previously calibrated. The set of results are analyzed by an optimization model which uses a linear programming. The operation conditions in real time requires automatic feeding operational information shortly at any time (less than an hour) for an optimized operation, previously analyzed by a hydraulic simulation model with creates condition criteria of consumption within following hours. These criteria are refined according to a demand prediction model that dynamically previews and checks the consumption results. This proposed model creates an interface between all these systems. This interface is tested and evaluated according to a study of the São Paulo´s metropolitan area, “Sistema Alto Tietê". The efficiency of this proposed model is presented having reductions in the electric energy costs.

O presente trabalho propõe um modelo de operação sustentado por um sistema de suporte à decisão para operar a distribuição de água em tempo real atendendo a condições / restrições hidráulicas com o mínimo custo de energia elétrica. O atendimento às condições / restrições hidráulicas são avaliadas por um modelo simulador hidráulico previamente montado e calibrado. O conjunto de resultados avaliados pelo modelo de simulação hidráulica é analisado por um modelo de otimização proposto com solução de programação linear. As condições de operação em tempo real geram a necessidade de alimentação de informações operacionais automáticas a qualquer momento e com curto espaço de tempo – menor que horário. Para uma operação otimizada, previamente analisada por um modelo de simulação hidráulica cria uma condição critérios para uma previsão do consumo a ser atendido nas próximas horas. Um refinamento desses critérios são utilizados em um modelo de previsão de demanda de água que prevê e checa seus resultados de forma dinâmica. O modelo de operação proposto cria uma interface entre todos esses sistemas. Essa interface é testada e avaliada a partir de um estudo de caso aplicado no Sistema Adutor Metropolitano de São Paulo. A eficiência do modelo de operação proposto é apresentada tendo como resultado uma redução no custo de energia elétrica. / This assignment considers an operation model supported by decision support systems to operates the water supply systems in real time, considering the hydraulical conditions while achieving some performance goals, in this case, reducing electricity costs (minimization of pumping costs) the attempt of the hydraulic constraints are evaluated by an hydraulical simulator previously calibrated. The set of results are analyzed by an optimization model which uses a linear programming. The operation conditions in real time requires automatic feeding operational information shortly at any time (less than an hour) for an optimized operation, previously analyzed by a hydraulic simulation model with creates condition criteria of consumption within following hours. These criteria are refined according to a demand prediction model that dynamically previews and checks the consumption results. This proposed model creates an interface between all these systems. This interface is tested and evaluated according to a study of the São Paulo´s metropolitan area, “Sistema Alto Tietê”. The efficiency of this proposed model is presented having reductions in the electric energy costs.