Distribuição de pressão em rede de irrigação localizada otimizada por algoritmos genéticos

Abstract

Modelos matemáticos computacionais de otimização de redes de irrigação, sob vazão em marcha, capazes de fornecer dados hidráulicos, são importantes para a verificação do comportamento do sistema quanto à distribuição da carga hidráulica (energia) e da pressão nas tubulações da rede. Este trabalho teve como objetivo estudar a distribuição da carga efetiva e hidráulica da unidade operacional de uma rede de irrigação localizada otimizada por algoritmos genéticos. As variáveis de decisão para otimização, com auxílio de algoritmos genéticos, foram os diâmetros de cada trecho da rede: dois para linhas laterais, quatro para linhas de derivação, quatro para linhas secundárias e um para a linha principal. Foi desenvolvido um código em linguagem MatLab, considerando todas as perdas de energia distribuídas e localizadas entre o início da rede e o conjunto motobomba. A análise de sensibilidade realizada foi baseada na variação, na declividade do terreno (0; 2,5 e 5%). Os resultados mostram que, para as tubulações com vazão em marcha, quando se aumenta a declividade do terreno, ocorre ganho de energia no início da tubulação, que vai perdendo-se de maneira gradual, e diminuição da pressão no início da tubulação, que aumenta gradualmente.

Computational mathematical models for optimization of irrigation networks, under continuous outflow, able to supply with hydraulic data, are important for the verification of the hydraulic behavior of the system with reference to the distribution of the hydraulic charge (energy) and pressure in the network pipes. This paper had as objective to study the distribution of the effective and hydraulic charge of the operational unit in a network of low-pressure irrigation optimized for genetic algorithms. The decision variables for optimization, using genetic algorithms, were the diameters of each stretch of the network: two for lateral lines, four for derivation lines, four for secondary lines and one for main line. A code in MatLab was developed, considering all the energy losses distribution and localized at the pipe junctions between the beginning of the network and the pump set. The analysis of sensitivity were carried through the variation in the declivity of the ground (0; 2.5 and 5%). The results show that, for the pipes with continuous outflow, when the declivity of the land is increased, a profit of energy in the beginning of the pipe occurs, and losses in a gradual way and a pressure reduction in the beginning of the pipe, that increases gradually.