Identificação do Fator de Atrito em Rede de Distribuição de Água por meio do Método do Transiente Inverso - Algoritmo Genético (MTI-AG) e Fórmula de Swamee/ Identification of the Friction Factor in a Water Distribution Network using the Transient Inverse

RESUMO A água é um recurso natural essencial para todas as formas de vida e a sua distribuição deve ser realizada com qualidade e sem desperdícios. A ideia de aperfeiçoar os sistemas de distribuição de água surgiu de alguns pesquisadores e permite simular redes reais através de modelos computacionais capazes de estudar o seu comportamento nas situações diversas. As principais etapas dessa modelagem são calibração; operação e controle; projeto e otimização; e traçado de redes. Com o objetivo de aprimorar uma dessas técnicas, a de calibração, esse trabalho identifica alguns parâmetros (fator de atrito e rugosidade) de um sistema hidráulico e analisa a técnica mais conveniente: identificar o fator de atrito pelo método transiente inverso (MTI) com otimização da seleção da solução pelo algoritmo genético (AG) ou identificá-lo a partir da rugosidade (fórmula de Swamee), que também é calibrada pelo MTI-AG. O estudo é realizado a partir de uma rede sintética tirada da literatura, mas que representa um sistema real. As condições impostas para a análise abordam: uma manobra de válvula responsável pelo evento transiente, o monitoramento de cargas transientes somente em um nó da rede e a utilização de dois tipos de seleção de solução do algoritmo genético (com elitismo e sem elitismo). Os resultados encontrados apontam que independente do tipo de seleção é mais conveniente identificar o fator de atrito a partir das rugosidades absolutas do que calibra-lo pelo método do transiente inverso devido à grande variabilidade dos fatores de atrito durante a ocorrência do evento transiente. Keywords: Combined sewage system. Flow interception. Sewage diversion during dry weather ABSTRACT Water is an essential natural resource for all life forms and should be distributed with quality and without waste. The idea of --optimizing water distribution systems came from some researchers with simulations of real networks using computational models to study their behavior in different situations. The main steps of this modeling are calibration; operation and control; design and optimization; and route networks. In order to improve one of these techniques, calibration, this work identifies some parameters (friction and roughness factor) of a hydraulic system and analyzes the most convenient technique: identifying the friction factor by the inverse transient method (ITM) with optimization of the selection of the solution by genetic algorithm (GA) or identifying it from roughness (Swamee formula), which is also calibrated by ITM-GA. The study is conducted based on a synthetic mesh taken from the literature, but it represents a real system. The conditions for the analysis are: a valve maneuver responsible for the transient event, the monitoring of transient loads on only one node of the network and the use of two types of solution of the genetic algorithm selection (with elitism and without elitism). The results show that regardless of the type of selection, it is more convenient to identify the friction factor determined from the absolute roughness than calibrate it by the inverse transient method due to the large variability of friction factors during the transient event. Keywords: Calibration. Friction factor. Roughness. Implicit method. Transient. Elitism.