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1  INTRODUÇÃO 
A partir da segunda metade do século XX, o crescimento brasileiro tem sido resultado de um 
acelerado  processo  de  industrialização  e  urbanização,  gerando  assim  um  consumo  intensivo 
de recursos como água e energia. Historicamente, o setor elétrico tem sido priorizado como o 
principal agente do processo de gestão de recursos hídricos superficiais no Brasil, denotando 
uma assimetria na consideração do poder central em relação às demais categorias de usuários 
(FERNANDES & BURSZTYN, 2008).  
Com  a  promulgação  da  Lei  nº  9.433  (Brasil,  1997),  no  ano  de  1997,  inicia-se  uma  nova 
política brasileira para os recursos hídricos. Segundo essa lei, a gestão dos recursos hídricos 
deve  ser  descentralizada,  contar  com  a  participação  do  Poder  Público,  dos  usuários  e  das 
comunidades e sempre proporcionar o uso múltiplo da água. 
O  princípio  dos  usos  múltiplos,  segundo  Fernandez  (2000),  garante  a  todos  os  setores 
interessados o predomínio no uso da água ao que gerar os maiores benefícios sociais líquidos 
em todos os setores.  
São diversos os usos para a água, destacando-se: abastecimento humano, irrigação  agrícola, 
abastecimento industrial, recreação, turismo, pesca, navegação e hidroeletricidade. 
A construção de usinas hidrelétricas, além de aumentar a geração energética, pode melhorar 
as  condições  de  navegabilidade  dos  rios,  tanto  pela  regularização  de  vazões  como  pela 
transformação de trechos de rios devido aos seus reservatórios. Entretanto, é necessário que, 
associadas  às  usinas  e  para  que  o  país  possa  dispor  de  uma  rede  fluvial  com  adequadas 
características  de  navegabilidade,  sejam  construídas  diversas  outras  obras  de  engenharia, 
como portos, sistemas de transposição, canalizações e eclusas de navegação.   
A construção de barragens sem a inclusão de obras de transposição impossibilita a utilização 
contínua  de  rios  que  são  navegáveis  ou  potencialmente  navegáveis.  Na  navegação  em 
reservatórios, as  regras  de operação devem ser  definidas de tal modo que os níveis da água 
sejam garantidos para um transporte hídrico eficiente e seguro, o que pode gerar um conflito 
pelo uso da água entre a geração de energia e a navegação. 


 
 
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As  intervenções  hídricas  resultantes  do  setor  aquaviário  correspondem  à  construção  de 
eclusas, regularizações de vazões, canalizações, dragagem, derrocamento, dentre outras.  
Embora  o  Brasil  possua  uma  rede  hidrográfica  considerável,  a  navegação,  como  parte 
integrante  de  uma  política  pública  de  transportes,  somente  foi  utilizada  durante  o  período 
colonial  (1500-1822)  e  do  Império  (1822-1889),  ao  contrário  do  que  acontece  nos  países 
desenvolvidos, como Estados Unidos, França e Alemanha, que buscam aproveitar ao máximo 
seus rios e lagos (ANA, 2005).   
A  navegação  fluvial  no  Brasil  teve  grande  limitação  ao  longo  do  século  XX  por  motivos 
econômicos  e  políticos.  Principalmente  a  partir  de  1956,  favoreceu-se  a  construção  de 
rodovias,  concorrentes  quanto  ao  transporte  de  cargas  com  os  rios  e  as  ferrovias,  o  que  fez 
com  que  as  ações  governamentais  direcionadas  ao  aproveitamento  e  desenvolvimento  do 
transporte  hidroviário  fossem  sempre  menores,  comparadas  às  implementadas  em  outros 
setores da infraestrutura. 
Entretanto, espera-se para as próximas décadas um aumento dos investimentos por parte dos 
organismos  públicos  e  privados  com  o  intuito  de  tornar  os  produtos  internos  mais 
competitivos no mercado internacional por meio da redução do custo de seu transporte.  
No  presente  trabalho  foram  desenvolvidos  dois  modelos  matemáticos  passíveis  de  uso  em 
qualquer eclusa de navegação: o primeiro simula o comportamento hidráulico de uma eclusa 
de  navegação  dada  uma  lei  de  manobra  das  comportas  do  circuito  de 
enchimento/esvaziamento,  e  o  segundo,  de  caráter  inovador  pela  aplicação  de  algoritmo 
genético, busca uma otimização das leis de abertura e fechamento das referidas comportas. 
Para  a  utilização  de  métodos  numéricos  é  de  suma  importância  que  o  modelo  esteja  bem 
estruturado,  modelando  de  forma  correta  o  fenômeno  físico.  Para  isso,  o  modelo  precisa 
passar  por  uma  importante  fase  de  calibração,  de  forma  a  ser  validado  e  utilizado  de  uma 
maneira segura e correta. 
A calibração e verificação dos modelos foram possíveis tanto pela comparação de resultados 
obtidos  em  uma  eclusa  de  Promissão,  construída  no  rio  Tietê,  como  por  um  modelo  físico 
construído  no  Laboratório  de  Hidráulica  Experimental  e  Recursos  Hídricos  (LAHE/RJ)  de 
FURNAS Centrais Elétricas, no Rio de Janeiro. 


 
 
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Os  modelos  de  otimização  buscam  uma  melhoria  nas  leis  de  eclusagem,  caracterizada  pela 
diminuição  do  tempo  de  manobra  para  um  determinado  desnível  inicial,  sem,  entretanto, 
deixar de atender restrições previamente estabelecidas.  
A  utilização  de  algoritmo  genético  possui  a  característica  de  restringir  as  possíveis 
velocidades  de  abertura  e  fechamento  dos  servos  mecanismos  a  um  número  finito  de 
velocidades.  Portanto,  o  modelo  possui  uma  melhor  aplicação  em  eclusas  em  que  os  servo-
mecanismos das comportas operam com valores discretos de velocidades.  
A  grande  vantagem  da  utilização  do  modelo  de  otimização  desenvolvido  é  a  facilidade  de 
inserção  de  novas  restrições  para  as  manobras  de  eclusagem,  sejam  elas  representadas  por 
equações  lineares  ou  não-lineares,  resultando  em  uma  lei  de  manobra  ótima,  a  qual,  dentro 
desses critérios previamente definidos, resulta em uma manobra segura e eficaz.  
O corpo da presente dissertação encontra-se dividido em 6 capítulos, sendo o primeiro o de 
introdução. No capítulo 2, são mencionados os objetivos geral e específicos. No capítulo 3, é 
apresentada a revisão da literatura, a qual contém os seguintes principais tópicos: (i) eclusas 
de  navegação,  (ii)  equacionamento  hidráulico,  (iii)  modelos  numéricos  de  simulação,  (iv) 
modelos  numéricos  de  otimização  e  (v)  uso  de  modelos  reduzidos.  No  capítulo  4,  são 
descritas as etapas metodológicas; no capítulo (5), é feita uma análise dos resultados; e, por 
último,  no  capítulo  (6),  são  apresentadas  as  conclusões  e  recomendações  para  futuros 
trabalhos no tema. 


 
 
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Catálogo: defesas


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