Nesta parte da seção são apresentados alguns trabalhos relacionados à análise de redes de distribuição de água em fluxo transiente e permanente por meio da solução do problema inverso de maneira direta ou indireta, com o auxílio de Algoritmos Genéticos.
Chaudhry (1987) estudou o fluxo transiente através do Método das Características (MOC), transformando equações diferenciais parciais não lineares em equações ordinárias. Para isso, utilizou a transformação de linearização, entretanto estabeleceu uma estabilidade que é resolvida usando a condição de Courant.
Goldberg e Kuo (1987) usaram a técnica de algoritmo genético na otimização de um gasoduto líquido em estado permanente. O problema do gasoduto considerado é delineado. Após isso, o mecanismo e efeito de um algoritmo genético simples são examinados. Os resultados do computador mostram que o algoritmo genético fornece soluções muito perto da idealidade, explorando um pequeno número de alternativas de funcionamento.
Pudar e Liggett (1992) desenvolveram uma técnica para localizar vazamentos por meio de comparação de dados de vazão e pressão observados com os calculados em regime permanente em um nó ou poucos nós. Os autores informaram também, que o modelo de localização e quantificação dos vazamentos é função da precisão das pressões medidas, da quantidade e locais destas medições e do conhecimento prévio dos fatores de atrito das tubulações.
Savic e Walters (1997) desenvolveram um modelo de computador que envolve a aplicação de Algoritmos Genéticos para o problema de projetos de custo mínimo de redes de distribuição de água. Além disso, relatam que os Algoritmos Genéticos representam um método de busca eficiente para a otimização não linear de problemas. Relatam ainda como qualidade dos AG’s o fato de considerar amostragem global e não local, reduzindo a tendência de ficar preso a um mínimo local e evitar a dependência de um ponto de partida.
Soares (2003) desenvolve uma rotina computacional considerando perdas por vazamento e a dependência com a demanda e pressões acoplada ao simulador hidráulico EPANET, utilizando dados de rede hipotética com vistas a calibração em termos de rugosidades absolutas, demandas, diâmetros, cotas topográficas e parâmetros do modelo de vazamentos e a localização de componentes hidráulicos da rede. Para isso utiliza modelo
inverso resolvido com o suporte da tecnologia dos Algoritmos Genéticos e um procedimento híbrido. A representação dos parâmetros utilizada foi a representação real.
Araújo (2003) desenvolveu um método para estimar parâmetros de uma rede hidráulica, a partir de dados de carga obtidos em regime transiente. As condições permanentes são desconhecidas e obtidas pelo Método das Características. São aplicadas na solução das equações do escoamento transiente no tubo. Aplicou a solução inversa através do método transiente inverso combinado com o Algoritmo Genético para otimização de parâmetros que devam ser estimados, como rugosidades, diâmetros e quantificação e identificação de vazamentos. Para isso utilizou-se uma rede exemplo de abastecimento de água, onde foi produzido o evento transiente pela abertura e fechamento de uma válvula em um dos nós da rede.
Silva (2006) desenvolve um procedimento computacional com a finalidade de calibrar a rugosidade ou o coeficiente de Hazen-Willians de rede hidráulicas através do uso dos algoritmos genéticos como técnica de otimização. O modelo de calibração proposto permite a escolha de parâmetros de cálculo de algoritmos genéticos possibilitando uma análise comparativa entre métodos de substituição de indivíduos (geracional com ou sem elitismo e steady state), operadores de seleção mutação e recombinação (crossover), assim como a influência da quantidade de indivíduos na população inicial na qualidade das soluções encontradas.
Soares (2007) realizou o estudo dos transitórios hidráulicos visando à calibração e detecção de vazamentos em modelos de sistemas de distribuição de água. Para isso utilizou dados de redes hipotéticas e de laboratório, e os modelos inversos são resolvidos com métodos de busca global (Algoritmo Genético) e local (método Levenberg-Marquardt e método Nelder-Mead). Na rede de laboratório são utilizados tubos de plástico e o clássico modelo de coluna elástica se mostrou ineficiente na reprodução do comportamento hidráulico do sistema. Os resultados então são satisfatórios quando se considera o comportamento viscoelástico dos materiais dos tubos da rede experimental.
Galiza (2009) utiliza o método transiente inverso aplicado com algoritmo genético, proposto por Araújo (2003) para a calibração de rugosidades das tubulações de uma rede de distribuição de água por meio de simulações a partir de diversos cenários com a variação de parâmetros como: percentual de mutação, número de cromossomos (tamanho da população), número de gerações, quantidades de nós de medida e monitoramento, tempo de
observação do transiente e tipo de manobra imposta na válvula, lenta ou brusca com o objetivo de encontrar uma combinação ótima de parâmetros de Algoritmo Genético.
Lopes (2015), por meio do operador elitismo, calibrou diâmetros de redes de distribuição de água utilizando dados de regime transiente em conjunto com as técnicas de Algoritmo Genético. Através de um programa computacional (FORTRAN), seus estudos consistiram em resolver o problema inverso em redes hidráulicas usando uma abordagem indireta que compara respostas transientes disponíveis de carga hidráulica com dados semelhantes calculados obtidos pelo Método das características. O autor afirmou ainda que a técnica de Algoritmo Genético mostrou-se bastante flexível, uma vez que permitiu trabalhar com variações do operador elitismo. Duas redes hidráulicas foram usadas; uma simples e outra de cenário mais complexo.
Souza (2016) analisou a influência de manobras de válvulas na identificação de vazamentos em redes de distribuição de água por meio de dados transientes e algoritmo genético. Utilizou três redes de distribuição de água, realizando seis manobras de válvula, sendo três suaves e três bruscas visando avaliar a severidade do transiente hidráulico. Afirma que os resultados encontrados nas simulações usando o método inverso transiente com o Algoritmo Genético mostrou-se eficiente tanto na busca de identificação de vazamentos em redes simples como em redes complexas. Vale ressaltar que o tipo de manobra de válvula influenciou nos resultados das estimações.