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Recentemente, divulgamos um convênio firmado entre o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) e o Serviço Autônomo de Água e Esgoto de São Carlos (SAAE), coordenado pela pesquisadora Maristela dos Santos, que desenvolveu um modelo matemático que serve como base de apoio para que os funcionários e tomadores de decisão tenham parâmetros precisos sobre o gerenciamento, por exemplo, das bombas de captação e distribuição de água.

Os resultados positivos do trabalho já podem ser confirmados na prática. O SAAE confirmou uma economia de pelo menos 10% na conta de energia elétrica podendo chegar a 1 milhão de reais de economia aos cofres do município em um ano.

O tema foi destaque do Diário Oficial de São Paulo nesta semana. Leia a matéria:

A matemática que economiza energia elétrica para fornecedoras de água

CeMEAI e SAAE São Carlos aprimoram parceria que otimiza operações

 

A maioria das empresas privadas ou públicas que fazem a gestão e fornecimento de água para os municípios brasileiros não tem uma tecnologia que otimize os processos de distribuição, resultando desta forma em economia de energia elétrica para as próprias empresas e ganhos ao meio ambiente.

É neste contexto que um grupo de pesquisadores coordenados pela professora do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC-USP), de São Carlos e pesquisadora do CEPID-CeMEAI, Maristela dos Santos trabalha.

“Desenvolvemos um modelo matemático que serve como base de apoio para que os funcionários/tomadores de decisão tenham parâmetros precisos sobre o gerenciamento, por exemplo, das bombas de captação e distribuição de água. Fazendo a operação do sistema de forma ótima, o resultado é a economia de energia elétrica e redução nos custos da empresa”, resumiu Maristela.

Saiba mais no vídeo:

 

A matemática que economiza energia elétrica para fornecedoras de água

A matemática está em todo lugar - até na economia de energia elétrica do SAAE São Carlos, empresa responsável pelo abastecimento de água na cidade. Entenda melhor essa história: https://goo.gl/ZjpofD

Publicado por CEPID - CeMEAI em Quarta-feira, 16 de maio de 2018

Grupo de Otimização do ICMC marca presença no SBPO

Pesquisadores do CeMEAI concorreram a prêmios no evento

 

LOT

 

Entre os dias 27 e 30 de agosto, a cidade de Blumenau (SC) recebeu a 49ª edição do Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional (SBPO). O evento reúne pesquisadores de todo o Brasil que atuam na área e, neste ano, teve como tema as tecnologias de ponta voltadas à crise econômica.

O evento contou com apresentações de trabalhos, minicursos, palestras e pôsteres e ofereceu duas condecorações: o prêmio Roberto Diéguez Galvão de melhor artigo do Simpósio e o prêmio de melhor trabalho de iniciação científica. Pesquisadoras do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) participaram de todas as atividades e concorreram às duas premiações.

As professoras Marina Andretta, Franklina Toledo e Maristela Santos, todas do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos e pesquisadoras do CeMEAI, orientaram oito trabalhos apresentados no SBPO. O artigo “Algoritmo Branch-and-Price para o Problema de Corte de Estoque Não-Guilhotinado”, de autoria de Vinícius Loti de Lima e Thiago de Queiroz, foi o vencedor do prêmio de iniciação científica do evento. Queiroz é pós-doutorando no ICMC sob supervisão de Franklina. Já na categoria de melhor artigo, um trabalho orientado por Maristela ficou entre os cinco finalistas. O paper “A Parallel Multi-Start Iterated Local Search and a Proximity Relax-and-Fix heuristic for High School Timetabling Problem” também tem autoria de Landir Saviniec e Alysson Costa.

Grupo de Otimização do ICMC

Marina, Franklina e Maristela são integrantes do Laboratório de Otimização (LOT) do ICMC. Além delas, o professor Elias Helou Neto – também do CeMEAI – e Eduardo Costa coordenam as atividades do grupo. “Nossas pesquisas abordam problemas de otimização linear contínua e inteira, otimização não-linear e controle ótimo. Desenvolvemos modelos para problemas reais e métodos exatos e heurísticos para sua resolução. Além dos professores, temos alunos de iniciação científica, mestrado e doutorado na equipe. Também contamos com pesquisadores desenvolvendo trabalhos de pós-doutorado conosco”, explica Franklina.

O grupo de otimização surgiu na década de 80, com a chegada do professor Marcos Arenales ao ICMC. Ele concluiu seu doutorado em 1984 e, a partir de então, começou a coordenar os trabalhos. “Durante algum tempo, o grupo de otimização foi reduzido a mim; era o 'grupo de um só', como eu o chamava. E foi assim durante muito tempo”, brinca Arenales. “Além das disciplinas de graduação e pós-graduação que reformulei assim que assumi, passei a orientar alunos de IC, mestrado e participar de projetos em conjunto com colegas da Escola de Engenharia de São Carlos. Durante os anos, recebi a ajuda dos professores José Alberto Cuminato e Antonio Castelo Filho, que me ampararam muito bem”, conta.

A configuração atual do grupo, segundo Arenales, é mais recente. “A mudança definitiva ocorreu com a chegada da professora Franklina. As coisas começaram a mudar rapidamente e a área se ampliou. Depois, chegaram a Maristela, a Marina, o Elias e o Eduardo e o grupo continuou crescendo”, comemora.

E o crescimento do grupo foi notável. “Temos colaboração com ex-membros que estão em São Paulo, Minas Gerais, em Goiás, no Mato Grosso do Sul e no Paraná. Nosso contato com os egressos do grupo é muito relevante”, destaca Franklina. O grupo ainda desenvolve trabalhos com ex-membros de instituições fora do Brasil, como é o caso de Alfredo Narvaez, da Universidad de la Costa, na Colômbia.

Assim como o vencedor do prêmio de melhor trabalho de iniciação científica do SBPO, outros dois artigos finalistas da categoria têm participação de integrantes e ex-integrantes do LOT. “GA-LP: Um algoritmo genético baseado no Label Propagation para detecção de comunidades em redes direcionadas” é de co-autoria de Mariá Cristina Nascimento, orientada por Franklina Toledo no mestrado e no doutorado. O trabalho “Um modelo multiobjetivo para o planejamento de rota para VANTs considerando a identificação automática de marcos ADM” tem como um dos autores Maria José Pinto, que foi aluna de Arenales no ICMC. “O esforço valeu a pena”, finaliza o professor aposentado.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Leonardo Zacarin - Comunicação CeMEAI

 

Mais informações

Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

E-mail: Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.

Estudos em redes de distribuição de água são tema de workshop na USP em São Carlos

Evento é coordenado por pesquisadora do CeMEAI

 

wkshp

 

Na próxima quinta-feira (13), o Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos sediará o Workshop da Água, evento que tem por objetivo apresentar pesquisas e um software voltados a redes de distribuições de água.

O workshop é coordenado pela professora Maristela Oliveira dos Santos, do ICMC e pesquisadora do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), e será composto por três apresentações. Na primeira delas, o mestrando em Engenharia Hidráulica e Saneamento João Paulo Siqueira apresentará o software EPANET, utilizado para realizar modelagens hidráulicas de redes de água.

Na segunda apresentação, Siqueira mostrará um trabalho que utiliza um código escrito em Matlab para quantificar os vazamentos de uma rede de distribuição de água qualquer através da medição de pontos de pressão e vazão. O código utiliza o EPANET para calibrar a rede em questão.

Por fim, ao lado da professora Edilaine Martins Soler, da Unesp em Bauru, Maristela apresentará um modelo de programação inteira mista proposto para resolver um problema de rede de distribuição e captação de água. A ideia é determinar as políticas de acionamento de bombas para captação e distribuição de água visando a minimização dos custos com garantia no abastecimento de água para população e outras limitações da rede.

O evento tem início previsto para as 9h45 e será realizado na sala 4-111 do ICMC. O workshop é aberto ao público e não é necessária inscrição prévia.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Leonardo Zacarin - Comunicação CeMEAI

 

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Otimização de bombas de água vai permitir economia de energia em São Carlos

Projeto entre o SAAE e o CeMEAI usa a Matemática pra a tomada de decisões

 

O CEPID - CeMEAI tem uma parceria com o SAAE São Carlos para otimizar a utilização das bombas de água e economizar energia elétrica. Entenda o projeto: http://goo.gl/mO2e3d

Publicado por CEPID - CeMEAI em Quarta, 14 de outubro de 2015

Pesquisadores do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) fazem um estudo, em parceria com o SAAE São Carlos, que pode resultar em uma economia de energia elétrica para a empresa. De dez anos para cá, outras pesquisas do tipo já foram feitas, mas os modelos matemáticos desenvolvidos não incluíam os rios (Córrego Monjolinho e Ribeirão do Feijão) nem as bombas de distribuição. Outra novidade é que apenas parte do sistema foi escolhida como alvo dos cálculos nesta primeira etapa. Os professores envolvidos vão trabalhar com dados reais da Estação de Tratamento de Água (ETA) da Carlos Botelho – o maior sistema do município – interligado aos reservatórios da Vila Nery, da Vila Alpes, Rui Barbosa e Boa Vista. “Esperamos pelo menos uma redução de 20% na nossa tarifa de energia elétrica”, diz Maurício Hermann dos Santos, chefe do setor de abastecimento do SAAE.

A pesquisa é coordenada por Maristela Oliveira dos Santos, professora do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos. O grupo tem ainda o professor aposentado do Instituto, Marcos Arenales, a professora do Departamento de Matemática da Unesp de Bauru, Edilaine Martins Soler, e o professor José Carlos Vieira Júnior, do Departamento de Engenharia Elétrica da USP. Maristela explica que a ideia é otimizar a utilização das bombas, para que elas funcionem apenas em momentos considerados essenciais. Os professores fizeram reuniões com representantes do SAAE e conheceram detalhadamente o processo de captação e distribuição de água no município. Eles também tiveram acesso aos dados. “Nós representamos todas essas decisões de ligar as bombas e distribuir água por meio de variáveis matemáticas. E as relações entre as bombas, reservatórios e a população a gente representa por meio de equações matemáticas”, diz a professora.

O SAAE tem atualmente 96.500 clientes e acredita que a parceria com o CeMEAI sirva não só para diminuir os gastos, mas principalmente para auxiliar nas ações evitando o desabastecimento da população. “Há um tempo a gente não tinha uma visão de como administrar a parte de abastecimento juntamente com a parte de controle de energia elétrica. Os professores vão direto ao ponto em que a gente sente dificuldade. E esse trabalho pra nós está sendo de grande valia”, acrescenta Maurício.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Assessoria CEPID-CeMEAI

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Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

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Projeto do CeMEAI busca auxiliar o SAAE na redução de gastos sem comprometer o abastecimento

Uma reunião foi feita na sexta-feira (29/05) para acertar detalhes da parceria 

Um grupo do CEPID-CeMEAI vai auxiliar o SAAE – Serviço Autônomo de Água e Esgoto de São Carlos a reduzir gastos com energia elétrica e a otimizar o uso dos recursos para captação e distribuição de água. Modelos matemáticos e algoritmos serão utilizados para fazer o planejamento do sistema de captação e bombeamento sem prejuízo ao abastecimento da população. A coordenadora é a pesquisadora da USP, Maristela Oliveira dos Santos. “A base do projeto é o racionamento de energia elétrica para o acionamento das bombas. A gente pretende determinar uma política ótima de utilização das bombas na captação e transmissão de água. É uma forma de usar melhor os recursos”. Os primeiros contatos com o SAAE começaram em 2006 e foram intensificados em 2011. Com o tempo, os integrantes do grupo mudaram. Hoje, além de Maristela, são Marcos Furlan (um aluno de doutorado do ICMC - Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação), Marcos Nereu Arenales (professor aposentado do ICMC) e Edilaine Martins Soler (professora do Departamento de Matemática da UNESP de Bauru).

Na última sexta-feira, uma reunião foi feita na sede do SAAE para definir melhor os detalhes da parceria, que deve ser oficializada em breve. De acordo com a professora Edilaine, “essa reunião foi com o pessoal do SAAE que trabalha com a parte operacional, pra passar alguns dados do sistema de abastecimento da cidade de São Carlos. E a gente vai usá-los na simulação com o nosso modelo matemático”, ressaltou.

Quem também participou da reunião foi o Professor da Engenheira Elétrica da USP, José Carlos M. Vieira Jr. “Eu vou auxiliar o pessoal a determinar o custo de operação de cada bomba para entrar no processo de otimização, nos algoritmos e modelos matemáticos. Então vou calcular a potência elétrica, a energia envolvida e o custo atribuído a cada uma das bombas”, explicou José Carlos. 

De acordo com o chefe do controle de abastecimento do SAAE, Maurício Hermann dos Santos, a ideia é manter essa parceria por um longo tempo. “Primeiramente é interessante porque ajuda a otimizar o nosso trabalho de sistema de automação. Nós temos um sistema que monitora e controla toda a distribuição de água do município e, com o auxílio dos professores da USP, teremos ferramentas para melhorar o abastecimento e para reduzir o consumo de energia elétrica”, reforçou Maurício.

“A gente transforma esse problema do SAAE em um problema matemático, colocando essas relações entre bombas, poços, e captação em dados matemáticos. Para decidir em cada período de tempo, as operações de liga/desliga das bombas, respeitando os níveis mínimo e máximo dos reservatórios. Por meio da otimização podemos saber quando e quantas bombas você vai acionar para captar e fazer transferência de água entre reservatórios e também a política de atendimento da demanda de água de modo a minimizar os custos envolvidos, completa Maristela, a coordenadora do grupo.

Além das reuniões com o SAAE, há a intenção de desenvolver um sistema de apoio à decisão que auxilie os funcionários da autarquia. Quanto ao percentual de economia que isso pode gerar, Maristela explica: “ainda não sabemos, porque a gente não fez o estudo com os dados reais. O ideal seria fazer a simulação e acompanhar um período de trabalho do SAAE para comparar os resultados da simulação com o planejamento realizado pelo SAAE. Essa interação é um pouco demorada. Você transformar todas essas informações para que a gente possa utilizar é um pouco mais lento. Mas o processo pode auxiliar bastante na economia de energia envolvida no funcionamento do sistema.”

A crise hídrica e o aumento das tarifas de energia 

Basta abrir os jornais ou a internet pra ter pelo menos uma reportagem diária sobre o nível do Sistema Cantareira, que abastece parte da Grande São Paulo e sofre com a crise hídrica. Até concurso de curta foi lançado pela cineasta Laís Bodanski em alusão ao drama dos paulistas. Os boatos sobre o racionamento do nosso bem mais precioso tiveram impacto também nas contas de energia. Pra forçar a população a economizar, em março a Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, autorizou reajuste médio de 23,4% nas contas. Ou seja: é proibido desperdiçar.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software. 

Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras cinco instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Texto: Carla Monte Rey - Assessoria CEPID-CeMEAI

Fotos: Vanessa Gurian – Assessoria do SAAE

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