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O aumento dos gastos de energia decorrente dos problemas em redes de água em geral decorre do bombeamento adicional para manter constante o volume oferecido pelo sistema. Sistemas operados e controlados manualmente usam a experiência do operador na tomada de decisão. Esses sistemas têm baixa confiabilidade e dificilmente operam próximo das condições ideais.
Os gastos com energia são apenas um dos vários problemas com a gestão de redes de abastecimento de água. Para atacar esses problemas, modelos de simulação hidráulica são ferramentas para a otimização dos sistemas. Esses modelos definem regras e apresentam as condições ideais para a operação. O uso de algoritmos são aplicáveis tanto para a otimização quanto para a aprendizagem em projetos que envolvem inteligência artificial. Esse é o caso em que são aplicados os modelos computacionais com algoritmos genéticos para modelagem dos controles macro de distribuição de água.
Os sistemas de distribuição de água são afetados por muitas variáveis com características altamente dinâmicas. Isso torna o cálculo das decisões complexo, lento, atrasado e com elevado potencial de erro. Ou seja, pouco confiável. Nesse sentido, para o cálculo das decisões em sistemas de alta complexidade, a aplicação de algoritmos genéticos torna possível extrair regras operacionais do sistema para aprendizagem da máquina.
Entre outras aplicações, algoritmos de aprendizado podem prever riscos de ruptura em tubulações numa rede de água, desenhando um modelo de risco a partir de uma função matemática. Variáveis como tempo de instalação da tubulação, material de construção, dimensões da tubulação, volume de água transportado e outras são usadas para a formulação da função matemática. Enquanto a representação binária apresenta desempenho pobre quando aplicada a problemas numéricos com alta dimensionalidade e onde alta precisão é requerida, muitos problemas de engenharia podem ser solucionados com um vetor real, onde os parâmetros de controle são aplicados na forma de variáveis de uma função matemática. Como resultado, a aplicação de um modelo de risco em sistemas de abastecimento de água presta-se para a elaboração de estratégias para a manutenção preventiva e preditiva antes que ocorra a ruptura da tubulação.
Os benefícios dos modelos de tomada de decisão aplicam-se na otimização dos ganhos e redução das perdas. O alcance desses benefícios, esses podem se dar em economia de energia, redução de gastos com estrutura e instalações, economia de tempo e de dinheiro empregados na manutenção das redes, ganhos de segurança com redução de acidentes, redução de paradas e conservação do abastecimento das linhas. Então, decisões de curto alcance, normalmente empregadas em correções dos problemas e com foco no tratamento dos efeitos transformam-se em decisões de longo prazo, empregadas na antecipação dos problemas e com foco no tratamento das causas.
CARMEN THOMAZI – carmen@davinciprojetos.com.br
Engenheira Química e diretora na Da Vinci Projetos. Membro do conselho de gestão de várias empresas e docente na Educação Executiva da Faculdade FIPECAFI. Possui experiência em gestão de processos e gestão de pessoas. Executa o planejamento, organização e direção em projetos de gestão sistêmica e educação corporativa.