Equipamento de baixo custo para monitoramento de pressões em sistemas de abastecimento de água / Low cost equipment for monitoring pressures in water supply systems

RESUMO A importância de se monitorar as pressões no sistema de abastecimento de água aliada ao alto custo de implementação e manutenção de dispositivos capazes disso corroboraram ao objetivo deste estudo. Sendo assim, buscou-se desenvolver um equipamento de baixo custo para monitorar a pressão da água. Para isso, produziu-se 15 MPR dataloggers, custando R$ 208,15 cada, que foram aferidos com um equipamento comercial. Os equipamentos foram instalados em residências de distintos perfis de consumo e altitudes do município de Lucas do Rio Verde, no estado de Mato Grosso, por 43 dias. De modo geral, os resultados obtidos foram satisfatórios, promissores e demonstraram o equipamento robusto e preciso, com R2 de 0,9986 quando comparado com o equipamento comercial, além de ter sido possível avaliar o sistema de abastecimento da cidade e as intervenções necessárias.

ABSTRACT The importance of monitoring the pressures in the water supply system combined with the high cost of implementation and maintenance of devices capable of this, corroborated the objective of this study. Therefore, we seek to develop low-cost equipment to measure water pressure. For this, 15 MPR dataloggers were produced, costing R$ 208.15 each, calibrated with a commercial equipment. The equipment were installed in residences with different consumptions profiles and altitudes in the municipality of Lucas do Rio Verde, Mato Grosso, for 43 days. The results obtained were satisfied, promising, and showed that the equipment is robust and precise with a R² of 0.9986 when compared with the commercial equipment, in addition to being possible to evaluate the city's supply system and the necessary interventions.

Estudio de la diversidad taxonómica y funcional de los macroinvertebrados en un río de montaña Andino

Introducción: La estructura, diversidad taxonómica y diversidad funcional del ensamblaje de macroinvertebrados acuáticos son estimadores sensibles a las variaciones del medio circundante. El ambiente físico es un factor fundamental, donde el sustrato y la dinámica hidráulica modifican la disponibilidad de recursos, la estructuración, el funcionamiento de la comunidad y del ecosistema. Objetivo: Determinar la estructura, diversidad taxonómica y diversidad funcional del ensamblaje de macroinvertebrados bajo diferentes condiciones abióticas en el río Hato Laguna, tributario del Lago de Tota. Métodos: Se recolectaron 120 muestras biológicas en cuatro momentos de muestreos en dos tramos en el río. Se midieron in situ profundidad, velocidad del flujo, ancho de canal y rugosidad del sustrato. Los rasgos funcionales evaluados fueron: longitud corporal, forma corporal, tipo de respiración, movilidad, gremio trófico y grupos funcionales alimenticios. Resultados: Se identificaron un total de 38 taxones; los órdenes Diptera, Coleoptera y Trichoptera presentaron la mayor riqueza de familias y géneros. Hubo mayor abundancia de Orthocladiinae, Andesiops sp. y Simulium sp. en condiciones de alta velocidad del flujo en los tramos altos; Nectopsyche sp. fue abundante en los tramos bajos relacionados con menores velocidades y mayor ancho del canal. Según los índices de diversidad taxonómica se presentó variación por tramos y muestreos sin observarse tendencias. En los tramos altos, el gremio trófico MOPF (colectores), respiración por tegumento y tamaño del cuerpo pequeño fueron característicos. En los tramos bajos, el ensamblaje fue de tipo raspador con respiración por branquias y forma del cuerpo aplanada. La riqueza, divergencia y equidad funcional fueron mayores en el tramo alto. En el Análisis de Correspondencia Canónica, los mayores valores de ancho y velocidad se relacionaron con categorías adherido al sustrato y endobentónico, mientras que valores bajos de ancho y rugosidad se relacionaron con las categorías de forma del cuerpo aplanado, recurso alimentario micrófitas y tamaño del cuerpo máximo. Conclusiones: El sistema presentó variación en las condiciones abióticas, en la estructura, diversidad taxonómica y funcional de los macroinvertebrados. Se resalta el papel de la velocidad del flujo como una variable determinante de la estructura y función del ensamblaje de macroinvertebrados. Asimismo, se destaca la diversidad funcional como una expresión de los rasgos descritos, por lo cual se relaciona en los tramos altos con la dominancia de taxones como Orthocladiinae, Chironominae, Simulium sp.y Andesiops sp.

Introduction: The structure, taxonomic diversity and functional diversity of the aquatic macroinvertebrate assemblages are estimators sensitive to variations in the surrounding environment. The physical environment is a key factor, where the substrate and hydraulic dynamics modify the availability of resources, the structuring, the functioning of the community and the ecosystem. Objective: Determine the structure, taxonomic diversity and functional diversity of the macroinvertebrate assemblages under different abiotic conditions in the Hato Laguna river, a tributary of Lake Tota. Methods: 120 biological samples were collected in four sampling events in two reaches in the river. Depth, flow velocity, channel width and roughness of the substrate were measured in situ. The functional traits evaluated were: body length, body shape, type of breathing, type of locomotion, trophic guild and functional feeding groups. Results: A total of 38 taxa were identified; Diptera, Coleoptera and Trichoptera orders presented the highest abundance of families and genera. Orthocladiinae, Andesiops sp. and Simulium sp. were more abundant groups under high-velocity conditions in the upper reaches. Nectopsyche sp. was abundant in the lower sections related to lower velocity and greater channel width. According to the taxonomic diversity indices, variation by reaches and samplings was presented without observing trends. In the upper reaches, the MOPF trophic guild (collectors), in tegument respiration, and small body size were characteristic. In the lower reaches, the assembly was of the scraper type with gill breathing and flattened body shape. The richness, divergence and functional evenness were higher in the upper reaches. In the Canonical Correspondence Analysis, the highest values of width and speed were related to categories attached to the substrate and endobenthic, while low width and roughness were related to the categories of flattened body shape, microphytes food resource, and maximum body size. Conclusions: The system presented a variation in the abiotic conditions, in the structure, taxonomic and functional diversity of the macroinvertebrates. The role of the flow velocity as a determining variable of the structure and function of the community is highlighted. Likewise, functional diversity stands out as an expression of the described traits, which is why it is related in the upper reaches with the dominance of taxa such as Orthocladiinae, Chironominae, Simulium sp. and Andesiops sp.

Dimensionamento econômico otimizado de redes de distribuição de água considerando custos de manutenção / Optimum economic sizing of water distribution network considering maintenance cost

RESUMO O dimensionamento econômico ótimo de redes de distribuição de água tem sido objeto de estudo de diversos pesquisadores e projetistas, e representa uma relevante parte nas ações de saneamento básico. No entanto, até então, aborda-se somente o custo de implantação, considerando que o custo dos condutos é um dos elementos de maior peso no projeto. Assim, o problema resume-se a dimensionar os condutos tendo como objetivo atingir uma rede de menor custo e que satisfaça os pré-requisitos hidráulicos mínimos de dimensionamento. Isso conduz necessariamente à escolha de uma rede cuja combinação de condutos de menor diâmetro possível e que também seja capaz de satisfazer as restrições hidráulicas. Nossa abordagem, inédita até agora no Brasil, considera, adicionalmente, o custo de manutenção ao longo da vida útil da rede, tendo em vista que, se por um lado os condutos de maior diâmetro são mais caros, por outro lado, sofrem menos os efeitos da rugosidade e apresentam uma frequência menor de manutenção que os condutos de menor diâmetro, levando, assim, a uma rede que, ao longo da vida útil do projeto, apresenta um custo menor. Assim, obtém-se um equilíbrio entre o custo de implantação e o custo de manutenção da rede.

ABSTRACT The optimum economic sizing of a water distribution network has been focus of study for many researches and projectors, and represent a relevant part of sanitation programs. But, by now, the known works approaches only the implantation cost, considering that the pipes have biggest heavy in the project. So, the problem is reduced to sizing pipes which objective is reach a cheaper network and satisfying the minimum hydraulic prerequisites. This leads to the choice of a network with pipes of minor diameters since this choice satisfies the hydraulics restrictions. New in Brazil by now, our approach consider too the maintenance cost throughout life span of network. It because, if in one way the larger diameters are more expensive, in an other, it are more resistant to break and to rugosity effects. This leads to a network of minimum maintenance cost throughout its life span. Then, we reach the equilibrium between the implantation cost and the maintenance cost.

Aplicacao de tecnicas Fuzzy no controle de pressao em sistemas de abastecimento de agua / Application of Fuzzy techniques to control pressure in water supply systems

O trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema Fuzzy para o controle de pressão de redes de distribuição de água, por meio da utilização de conversores de frequência acoplados aos conjuntos motor-bomba. Todo o estudo foi desenvolvido em uma bancada experimental instrumentalizada, simulando um sistema de abastecimento real. A utilização de conjuntos motor-bomba em paralelo gerou ao sistema um grande número de possibilidades de combinação das variações de velocidade dos conjuntos motor-bomba, com velocidades de rotação diferentes. O controlador Fuzzy identifica a melhor opção, referente ao consumo energético do sistema, e toma a decisão alusiva ao estado dos motores (ligado, desligado ou com rotação parcial). Todo esse processo é realizado na condição de atender a demanda de vazão do sistema, além de manter a pressão constante com o menor consumo energético possível. .

The paper presents the development of a Fuzzy system for the pressure control of distribution of water through the use of frequency converters coupled to the motor-pump assemblies. The entire study was conducted in an instrumentalized bench trial simulating a real supply system. The use of pump-motor sets in parallel with the system generated a great number of combination possibilities of variations in speed of the motor-pump assemblies, with different speeds of rotation. The Fuzzy controller identifies the best option for the energy consumption of the system and makes the decision alluding to the state of the engines (on, off or partial rotation). This entire process is performed under the condition of meeting the demand flow system, and maintain constant pressure with the lowest possible energy consumption.