Otimização de bombas de água vai permitir economia de energia em São Carlos

Projeto entre o SAAE e o CeMEAI usa a Matemática pra a tomada de decisões

Pesquisadores do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) fazem um estudo, em parceria com o SAAE São Carlos, que pode resultar em uma economia de energia elétrica para a empresa. De dez anos para cá, outras pesquisas do tipo já foram feitas, mas os modelos matemáticos desenvolvidos não incluíam os rios (Córrego Monjolinho e Ribeirão do Feijão) nem as bombas de distribuição. Outra novidade é que apenas parte do sistema foi escolhida como alvo dos cálculos nesta primeira etapa. Os professores envolvidos vão trabalhar com dados reais da Estação de Tratamento de Água (ETA) da Carlos Botelho – o maior sistema do município – interligado aos reservatórios da Vila Nery, da Vila Alpes, Rui Barbosa e Boa Vista. “Esperamos pelo menos uma redução de 20% na nossa tarifa de energia elétrica”, diz Maurício Hermann dos Santos, chefe do setor de abastecimento do SAAE.

A pesquisa é coordenada por Maristela Oliveira dos Santos, professora do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos. O grupo tem ainda o professor aposentado do Instituto, Marcos Arenales, a professora do Departamento de Matemática da Unesp de Bauru, Edilaine Martins Soler, e o professor José Carlos Vieira Júnior, do Departamento de Engenharia Elétrica da USP. Maristela explica que a ideia é otimizar a utilização das bombas, para que elas funcionem apenas em momentos considerados essenciais. Os professores fizeram reuniões com representantes do SAAE e conheceram detalhadamente o processo de captação e distribuição de água no município. Eles também tiveram acesso aos dados. “Nós representamos todas essas decisões de ligar as bombas e distribuir água por meio de variáveis matemáticas. E as relações entre as bombas, reservatórios e a população a gente representa por meio de equações matemáticas”, diz a professora.

O SAAE tem atualmente 96.500 clientes e acredita que a parceria com o CeMEAI sirva não só para diminuir os gastos, mas principalmente para auxiliar nas ações evitando o desabastecimento da população. “Há um tempo a gente não tinha uma visão de como administrar a parte de abastecimento juntamente com a parte de controle de energia elétrica. Os professores vão direto ao ponto em que a gente sente dificuldade. E esse trabalho pra nós está sendo de grande valia”, acrescenta Maurício.

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Assessoria CEPID-CeMEAI

Mais informações

Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

E-mail: Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.

Projeto do CeMEAI busca auxiliar o SAAE na redução de gastos sem comprometer o abastecimento

Uma reunião foi feita na sexta-feira (29/05) para acertar detalhes da parceria 

Um grupo do CEPID-CeMEAI vai auxiliar o SAAE – Serviço Autônomo de Água e Esgoto – de São Carlos a reduzir gastos com energia elétrica e a otimizar o uso dos recursos para captação e distribuição de água. Modelos matemáticos e algoritmos serão utilizados para fazer o planejamento do sistema de captação e bombeamento sem prejuízo ao abastecimento da população. A coordenadora é a pesquisadora da USP, Maristela Oliveira dos Santos. “A base do projeto é o racionamento de energia elétrica para o acionamento das bombas. A gente pretende determinar uma política ótima de utilização das bombas na captação e transmissão de água. É uma forma de usar melhor os recursos”. Os primeiros contatos com o SAAE começaram em 2006 e foram intensificados em 2011. Com o tempo, os integrantes do grupo mudaram. Hoje, além de Maristela, são Marcos Furlan (um aluno de doutorado do ICMC - Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação), Marcos Nereu Arenales (professor aposentado do ICMC) e Edilaine Martins Soler (professora do Departamento de Matemática da UNESP de Bauru).

Na última sexta-feira, uma reunião foi feita na sede do SAAE para definir melhor os detalhes da parceria, que deve ser oficializada em breve. De acordo com a professora Edilaine, “essa reunião foi com o pessoal do SAAE que trabalha com a parte operacional, pra passar alguns dados do sistema de abastecimento da cidade de São Carlos. E a gente vai usá-los na simulação com o nosso modelo matemático”, ressaltou.

Quem também participou da reunião foi o Professor da Engenheira Elétrica da USP, José Carlos M. Vieira Jr. “Eu vou auxiliar o pessoal a determinar o custo de operação de cada bomba para entrar no processo de otimização, nos algoritmos e modelos matemáticos. Então vou calcular a potência elétrica, a energia envolvida e o custo atribuído a cada uma das bombas”, explicou José Carlos. 

De acordo com o chefe do controle de abastecimento do SAAE, Maurício Hermann dos Santos, a ideia é manter essa parceria por um longo tempo. “Primeiramente é interessante porque ajuda a otimizar o nosso trabalho de sistema de automação. Nós temos um sistema que monitora e controla toda a distribuição de água do município e, com o auxílio dos professores da USP, teremos ferramentas para melhorar o abastecimento e para reduzir o consumo de energia elétrica”, reforçou Maurício.

“A gente transforma esse problema do SAAE em um problema matemático, colocando essas relações entre bombas, poços, e captação em dados matemáticos. Para decidir em cada período de tempo, as operações de liga/desliga das bombas, respeitando os níveis mínimo e máximo dos reservatórios. Por meio da otimização podemos saber quando e quantas bombas você vai acionar para captar e fazer transferência de água entre reservatórios e também a política de atendimento da demanda de água de modo a minimizar os custos envolvidos, completa Maristela, a coordenadora do grupo.

Além das reuniões com o SAAE, há a intenção de desenvolver um sistema de apoio à decisão que auxilie os funcionários da autarquia. Quanto ao percentual de economia que isso pode gerar, Maristela explica: “ainda não sabemos, porque a gente não fez o estudo com os dados reais. O ideal seria fazer a simulação e acompanhar um período de trabalho do SAAE para comparar os resultados da simulação com o planejamento realizado pelo SAAE. Essa interação é um pouco demorada. Você transformar todas essas informações para que a gente possa utilizar é um pouco mais lento. Mas o processo pode auxiliar bastante na economia de energia envolvida no funcionamento do sistema.”

A crise hídrica e o aumento das tarifas de energia 

Basta abrir os jornais ou a internet pra ter pelo menos uma reportagem diária sobre o nível do Sistema Cantareira, que abastece parte da Grande São Paulo e sofre com a crise hídrica. Até concurso de curta foi lançado pela cineasta Laís Bodanski em alusão ao drama dos paulistas. Os boatos sobre o racionamento do nosso bem mais precioso tiveram impacto também nas contas de energia. Pra forçar a população a economizar, em março a Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, autorizou reajuste médio de 23,4% nas contas. Ou seja: é proibido desperdiçar.

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software. 

Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras cinco instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Texto: Carla Monte Rey - Assessoria CEPID-CeMEAI

Fotos: Vanessa Gurian – Assessoria do SAAE

Mais informações

Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

E-mail: Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.