Estratégia de controle e automação para o Sistema de Abastecimento de Água Costa Norte em Florianópolis/SC

Abstract

A Companhia Catarinense de Águas e Saneamento – CASAN, tendo a matriz localizada em Florianópolis, é a empresa responsável por fornecer água tratada, coletar e tratar o esgoto sanitário na maioria dos municípios catarinenses. Os processos de captação, tratamento, adução e armazenamento de água são uns dos principais processos que a empresa realiza a fim de fornecer um serviço de qualidade para a população. A região costa norte, localizada no norte da ilha de Florianópolis, possui diversas unidades do serviço de captação, distribuição e tratamento de água, entre elas: 23 poços de captação de água bruta, a estação de tratamento de água Ingleses e o reservatório cachoeira. Estas unidades são controladas por operadores humanos por meio de diversos elementos como bombas e poços de captação. Com o objetivo de automatizar o trabalho realizado pelos operadores, foi desenvolvida uma estratégia para o controle de nível dos dois reservatórios principais do sistema Costa Norte: o chamado reservatório (ou caixa) de contato da Estação de Tratamento de Água Ingleses e o Reservatório Cachoeira. Para isto foi utilizada uma metodologia que inclui a coleta de dados pertinentes ao processo, a identificação de modelos matemáticos, o projeto de controladores PID (Proporcional Integral e Derivativo), simulações computacionais e a aplicação da estratégia na planta real. Além do mais,

foi desenvolvida uma estratégia que automatiza o acionamento dos dispositivos soft- starters dos 23 poços de captação com o objetivo de controlar a vazão necessária

para se controlar o nível de um dos reservatórios. Os resultados da metodologia proposta neste trabalho foram satisfatórios e podem ser utilizados em trabalhos correlacionados.

The Companhia Catarinense de Águas e Saneamento - CASAN, whose main office is located in Florianópolis, is the company responsible for supplying treated water, collecting and treating sanitary sewage. The processes of capture, treatment, adduction and storage of water are the main ones that the company carries out in order to provide a quality service for the population. The costa norte region is located in the northern part of the island of Florianópolis and has several service units for catchment, distribution and treatment of water, among which are: 23 wells of raw water catchment, the water treatment plant (ETA) ingleses and the Cachoeira reservoir. These units are controlled by human operators by the operation of several elements such as Pumps and abstraction wells. In order to automate the work carried out by the operators, a strategy was developed to control the level of the ETA (Estação de tratamento de Água) contact reservoirs and the level of the Cachoeira Reservoir. To this end it was used a methodology that includes the collection of pertinent data, the identification of mathematical models, the design of PID (Proportional, integral and derivative) controllers, computer simulations and the application of the strategy in the real plant. In addition, a strategy was developed that automates the activation of the soft-starters of 23 capture wells aiming to control the flow necessary flow to control the level of one of the reservoirs. The results of the control and automation strategy proposed in this work were deemed satisfactory and could be used in correlated studies.