The use of pumps which work with variable rotation speed consists of an appropriate tactics for reduction of energy costs in the pump systems. In case of change in speed, the pump starts to work in a new flow pattern, head and efficiency values. Two empirical formulas can be found in the literature in order to estimate the final efficiency of a pump in this situation. This article aims at assessing the accuracy of these formulas and, next, to present a new proposal for the efficiency estimate in the new operating conditions. 50 pumps have been chosen and, for each of them, the above-mentioned formulas have been assessed in three procedures of speed reduction. The analysis of these equations’ accuracy has been accomplished by means of the comparison between the efficiencies estimated by them with the efficiencies calculated with the aid of the affinity laws. The results indicated that, in 95 of the 150 analysis procedures accomplished, the formula proposed presented estimates which have shown to be more precise than the other two formulas. It has also been possible to verify that the average of error detected through the procedure of the new formula (1.60%) has been lower than the average of the other two (1.93% and 2.22%). In light of this fact, the use of the equation here presented is considered advantageous since, from their more accurate efficiency estimates, the calculations for power and energy are also more precise.

This paper puts forth a dedicated algorithm for automatic generation of water distribution networks based solely on street layouts designed in a CAD environment. In the model, any detected street boundaries are converted into lines that are subjected to a mathematical treatment via parametric representation. These central street lines are extended to generate intersections, which are then used to determine the location of the network’s nodes and later the pipes connecting the nodes. Two different layouts were used to ascertain the efficacy of the model, one hypothetical and one real. The algorithm was considered to yield satisfactory results as it automatically generated the entire grid plan in an EPANET input file for both layouts.

As estratégias de operação dos sistemas de abastecimento de água (SAA) objetivam o abastecimento público ininterrupto, muito embora comumente negligenciem a oscilação da tarifa energética diária. Isso proporciona um acréscimo significativo no custo energético das bombas. Entretanto, além de utilizar eficientemente a tarifa, é necessário considerar também o vasto horizonte de combinações exequíveis de estratégias operacionais, a demanda hídrica variante e a manutenção dos níveis de água nos reservatórios e das pressões nas extremidades dentro de intervalos preestabelecidos. Neste cenário, realizou-se este trabalho, cujo objetivo é determinar perfis diários de velocidade das bombas de um SAA, objetivando a minimização do custo energético diário. Para isso, desenvolveu-se um modelo computacional que opera acoplado ao simulador hidráulico EPANET. O modelo fundamenta-se na técnica meta-heurística PSO (Otimização por Enxame de Partículas), sendo a variável de decisão a velocidade das bombas. Essa técnica procura por estratégias com custo energético reduzido, enquanto o EPANET analisa o desempenho hidráulico. Os resultados evidenciaram a eficácia do PSO na determinação de uma quantidade satisfatória de estratégias de operação e na redução do tempo demandado nessa tarefa. Assim, considera-se que a metodologia desenvolvida pode auxiliar a operação de SAAs, visando à otimização energética. Palavras-chave: Bombas de rotação variável. Eficiência energética. Otimização.

A operação de sistemas de abastecimento de água necessita frequentemente do funcionamento de bombas hidráulicas, que permitem a condução da água até o consumidor final. Bombear fluidos com máximo rendimento é um requisito fundamental em diversas áreas que utilizam bombas hidráulicas, pois diminuem os gastos com energia elétrica. Diante disso, motivou-se a realização deste trabalho, que objetiva fornecer condições de operacionalidade a sistemas de abastecimento de forma racional, com ênfase na otimização do custo energético, pela criação de um modelo computacional que atua de maneira acoplada ao simulador hidráulico EPANET. A ferramenta desenvolvida fundamenta-se na técnica meta-heurística Particle Swarm Optimization (PSO), tendo como variável de decisão a velocidade de rotação das bombas. Este método tem como objetivo a busca de estratégias operacionais com custo energético reduzido, recorrendo à avaliação do desempenho hidráulico de tais estratégias através do EPANET. Os resultados obtidos evidenciam a eficácia do PSO, tanto pelo encontro de melhores estratégias operacionais como pela redução do tempo computacional necessário para tal realização. Finalmente, realça-se que o desenvolvimento dessa metodologia contribui para o uso de modelos de otimização na operação de sistemas de abastecimento de água em tempo real. The operation of water supply systems often requires the operation of hydraulic pumps, which allow the conveyance of water to the final consumer. Pumping fluids at the best efficiency is a fundamental requirement in many areas using hydraulic pumps, as they reduce energy costs. Therefore, the objective of this work is to provide operational conditions to supply systems in a rational way, with emphasis on the optimization of energy cost, by the creation of a computational model that works in a way coupled with the EPANET hydraulic simulator. The tool developed is based on the meta-heuristic technique Particle Swarm Optimization (PSO), having as a decision variable the rotational speed of the pumps. This method carries out the search for operational strategies with reduced energy cost, while the evaluation of the hydraulic performance of such strategies is carried out in EPANET. Obtained results show the effectiveness of the PSO, both by the encounter of better operational strategies and by the reduction of the necessary computational time. Finally, the development of this methodology contributes to the use of optimization models in the operation of water supply systems in real time.