Logística de distribuição de água em redes urbanas: racionalização energética

Abstract

ResumoO problema estudado neste trabalho visa minimizar o custo de energia elétrica necessário para a operação de bombas hidráulicas, que captam água de poços artesianos para os reservatórios distribuídos em bairros da cidade, de onde a população é atendida. Como o custo da energia elétrica varia ao longo do dia, se faz necessário um planejamento da operação das bombas e armazenamento de água no sistema. Um modelo de otimização linear inteira é proposto para o problema, considerando um custo de partida das bombas. Desconsiderando esse custo, as variáveis binárias do modelo são eliminadas e um segundo modelo de otimização linear é também analisado. Algumas instâncias geradas aleatoriamente são resolvidas e suas soluções analisadas, demonstrando que os modelos propostos oferecem suporte gerencial consistente para seu uso no problema real.Palavras-chave: logística de distribuição; otimização inteiro-mista; otimização linear. AbstractThe aim of the problem studied in this paper is to minimize the electrical energy cost necessary to manage water distribution networks. We consider water distribution systems that are designed to deliver water from pump stations suitably distributed in a city, to the final water consumers. Since the cost of the electrical energy varies during the day, it is necessary to plan the operation of the pumps and water inventory in the system. An integer linear optimization model is proposed for the problem, when considering a fixed cost for the starting of the pumps. On the other hand, when we do not consider this cost, the binary variables are eliminated and the problem can be formulated as a linear optimization model. Some randomly generated instances are solved and corresponding solutions evaluated. The examples show that the proposed models offer consistent managerial support for their use in the real problem.

Otimização dos custos de energia elétrica na programação da captação, armazenamento e distribuição de água

“…O programa gera exemplares para um horizonte de planejamento de 2 dias, divididos em períodos de uma hora, de modo que o horizonte de planejamento possui 48 períodos. Toledo et al (2008). Nestes exemplares, são considerados 3 reservatórios e 3 poços, cada poço associado a um reservatório e a uma bomba de captação.…”

“…Desta forma, este tipo de modelo visa atender à demanda de água, respeitando as restrições do sistema, por exemplo, o volume de água nos reservatórios. Na literatura, várias técnicas foram aplicadas para obter soluções para este tipo de problema, tais como: Otimização linear (Little & McCrodden, 1989;Jowitt & Germanopoulos, 1992;Toledo et al, 2008;Bøaszczyk et al, 2012;Puleo et al, 2014), otimização não linear (Bagirov et al, 2013), programação dinâmica Ulanickiet et al (2007) e heurísticas McCormick & Powell (2004) e López-Ibáñez et al (2008). Dentre os trabalhos de controle, resumimos a seguir os trabalhos que desenvolveram modelos de otimização linear para tratar o problema.…”

“…As soluções obtidas foram comparadas com as obtidas utilizando uma abordagem da literatura e as soluções derivadas da abordagem baseada em LP são de boa qualidade. Toledo et al (2008) propuseram um modelo de otimização linear e um modelo linear-inteiro para o problema de planejamento com vários reservatórios, considerando a interdependência entre eles. Testes computacionais mostraram que a solução do modelo linear-inteiro por softwares comerciais é muito lenta, não tendo sido obtida a solução ótima em tempo razoável para vários exemplares testados.…”

“…Em Toledo et al (2008), é proposto um modelo de otimização linear inteiro-misto, o qual tem como objetivo minimizar o custo da energia elétrica necessária para o funcionamento das bombas hidráulicas que OBS: A cada reservatório está associado um poço (ou Estação de Tratamento de Água) e uma bomba (ou conjunto de bombas). Referimo-nos ao poço j ou à bomba j (é considerado o conjunto de bombas associado ao reservatório como uma única bomba), sem risco de ambiguidade.…”

Aspectos E Benefícios Da Implantação Da Certificação Iso 14001 Em Empresa Do Setor De Logística Na Região Metropolitana De Campinas

“…Pela sua ampla gama de atividades, os aspectos e os impactos ambientais desse setor são os mais diversos, dependendo do segmento avaliado, o que se reflete na literatura correlata brasileira que aborda temas como logística reversa (ALDMAIER, SELITTO, 2007;GONÇALVES, MARINS, 2006), logística verde (DONATO, 2008, conservação de estradas e seus impactos na logística (BARTHOLOMEU, CAIXETA FILHO, 2008), a logística de distribuição de água (TOLEDO et al, 2008) dentre outros. Nesse sentido, apesar dessa gama de estudos relacionados ao referido setor, são escassos os trabalhos endereçando a segmentos específicos, como as empresas de logística que apóiam a indústria automobilística, seus aspectos e impactos e especificidades relacionadas à gestão ambiental.…”