RELATIONS WITH THE EUROPEAN UNION
Dünya Bankası
5.
5.1 CONCLUSÕES
Neste trabalho de tese foi concebida, modelada e construída uma rede de abastecimento experimental e desenvolveu-se um sistema supervisório e de controle,
utilizando o software LabVIEWTM. O sistema de controle que tem como objetivo
comandar a impulsão do sistema foi apoiado na lógica fuzzy. Devido à estratégia de controle escolhida ser flexível, pois administra o erro registrado nas pressões do sistema em relação aos valores de referência (set point), possibilita a sua aplicação em redes de distribuição de água que possuam zonas de consumo bem definidas e com impulsão distribuída.
Nos ensaios realizados, em várias situações, foi observada a presença de transientes hidráulicos. Estes fenômenos podem ser vistos nos gráficos onde existe a evolução das pressões e vazões da rede experimental, sobretudo quando o sistema parte do repouso, na aceleração e desaceleração dos motores, operação de válvulas e no momento em que começa a verter água na zona alta da rede. Como as magnitudes dos transientes não foram relevantes, principalmente quando o sistema atinge o regime permanente, não foi capaz de leva-lo a instabilidade em nenhum dos ensaios realizados. Contribuíram para a minimização dos efeitos dos transientes a escolha de válvulas de abertura e fechamento lento e o uso de conversores de frequência nos motores das bombas, possibilitando alterar o fluxo na rede de forma suave e gradual.
O sistema de controle desenvolvido ajustou e manteve satisfatoriamente o equilíbrio das pressões nas zonas de consumo da rede de abastecimento, em todos os ensaios de controle, que comtemplam as várias maneiras de operar o sistema (com um ou
dois conjuntos de impulsão) manipulando inteligentemente os elementos de controle disponibilizados.
Com base nos diversos ensaios realizados neste trabalho, utilizando a rede de abastecimento experimental, foi possível validar o sistema de controle, do ponto de vista hidráulico e energético.
A seguir são destacadas as conclusões que foram reveladas pelo controle da rede de abastecimento, do ponto de vista hidráulico:
O sistema de bombeamento distribuído se mostrou mais adequado para
impulsionar o sistema, se comparado ao sistema de bombeamento único.
Confirmação de que operar uma rede de abastecimento com um sistema de
controle adequado, possibilita regular a pressão nas zonas de uma rede.
O sistema de controle reagiu bem a mudanças bruscas de objetivo (set points) –
item 6.1.3, obtendo como tempo de resposta máximo 18 segundos.
Em todos os ensaios realizados, os erros relativos das pressões, nas duas zonas de
abastecimento, em regime permanente, foram inferiores a ±1%.
Nos ensaios de vazão mínima, onde o sistema pode ser operado na sua totalidade,
para todas as faixas de consumo, com um ou dois conjuntos de impulsão, os tempos de assentamento para o sistema funcionando com dois conjuntos de impulsão, para as mesmas condições de contorno, obteve um tempo de assentamento 100% mais rápido, do que com apenas um conjunto (CMB+BST; CV-1 inicial = 10° foi de 60 s e 80° foi de 40 s) e (CMB; CV1 inicial = 10° foi de 120 s e 80° foi de 95 s).
Todos os ensaios obtiveram êxito, quanto ao equilíbrio das pressões nos ramais da
rede de abastecimento, para os set points exigidos.
Do ponto de vista energético, os ensaios forneceram subsídios que remeteram as seguintes conclusões:
Operar uma rede de abastecimento sem controle é menos econômico, do que com
controle, além de promover pressões elevadas e vazões desnecessárias nas zonas de distribuição da rede. No caso da utilização de dois conjuntos de impulsão (CMB+BST), o consumo de energia elétrica da operação sem controle foi 39,17% maior se comparada com o sistema sem controle. O volume de água bombeado
No comparativo realizado de operação da rede com dois versus um conjunto de impulsão, operar o sistema com apenas um conjunto (CMB) resultou num consumo de energia elétrica de 12,17% a mais, em relação à combinação de dois conjuntos (CMB+BST).
Para evidenciar as principais vantagens obtidas, quando se utiliza o sistema de controle automatizado, desenvolvido utilizando a rede de abastecimento, destacam-se:
Distribuição das pressões de forma adequada.
Provável redução de vazamentos.
Redução da potência instalada da impulsão.
Monitoramento em tempo real.
Redução do consumo de água.
Redução do consumo de energia elétrica.
Construção de um banco de dados com as informações de operação e de todas as
variáveis do sistema.
Conhecendo o sistema e seu histórico de funcionamento, os gestores poderão
tomar decisões mais adequadas.
Além da teoria de controle estudada e aplicada à rede de abastecimento experimental, também foram realizados outros ensaios para determinar os custos energéticos de operação da rede. Para a situação de contorno que foi proposta e estudada neste trabalho de pesquisa ficou evidente que uma rede de abastecimento automatizada com impulsão distribuída possui vantagens importantes, em relação a um mesmo sistema, concebido com impulsão única. São elas:
Facilitar o equilíbrio das pressões.
Possibilitar a economia de energia elétrica.
Reduzir a potência instalada do sistema, através da otimização da combinação dos
elementos de controle.
5.2 RECOMENDAÇÕES
As recomendações sugeridas a título de complementação desta pesquisa são as seguintes:
Estudar os limites de perda de carga na aplicação de boosters, em função da
distância destes em relação ao bombeamento principal.
Estudar a associação de boosters em série e em paralelo.
Acoplar ao sistema de bombeamento um monitoramento elétrico, em tempo real,
dentro do sistema supervisório, para também servir como parâmetro de decisão para o controlador.
Desenvolver indicadores de desempenho para avaliar a performance de sistemas