Controle e otimização de sistemas de saneamento urbano : aplicação de máquinas de estados finitos e controle preditivo.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Martins, Wellington Teixeira
Orientador(a): Euzebio, Thiago Antonio Melo, Silva, Moisés Tavares da
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Sistemas de esgoto
Águas residuais - tratamento
Efeito estufa - emissões de gases
Link de acesso: https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/21217
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração. Departamento de Engenharia de Controle e Automação, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Martins, Wellington TeixeiraEuzebio, Thiago Antonio MeloSilva, Moisés Tavares daPerez, José Manuel Gonzalez TubioBeneteli, Tatianna Aparecida PereiraAraújo, José MárioEuzebio, Thiago Antonio MeloSilva, Moisés Tavares da2026-01-06T17:59:09Z2025Martins, Wellington Teixeira. Controle e otimização de sistemas de saneamento urbano: aplicação de máquinas de estados finitos e controle preditivo. 2025. 89 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2025.https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/21217Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração. Departamento de Engenharia de Controle e Automação, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.A gestão eficiente de sistemas de esgoto e estações de tratamento de águas residuais é essencial para minimizar impactos ambientais e otimizar processos de saneamento. Esta dissertação pro- põe duas estratégias de controle aplicadas a sistemas hídricos urbanos, visando reduzir trans- bordamentos, aumentar a eficiência das estações em termos de qualidade do efluente e custo operacional, e reduzir emissões de gases de efeito estufa. A primeira estratégia utiliza uma Máquina de Estados Finitos para controlar o nível de tanques de armazenamento integrados a redes de esgoto. Implementada em MATLAB/Simulink e otimizada via algoritmo de Simula- ted Annealing, foi avaliada em três cenários pluviométricos distintos. Os resultados indicam redução significativa no volume total de transbordo, destacando-se uma diminuição de 56% no terceiro cenário. A segunda estratégia aplica controle preditivo não linear para aumentar a efici- ência de uma estação de tratamento, mitigando emissões de gases de efeito estufa. Comparado com controles proporcionais-integral convencionais em simulações que consideram a geração de gases, o controlador preditivo não linear mostrou operação mais sustentável e eficiente. Am- bas as estratégias demonstram capacidade de aprimorar o controle de sistemas de saneamento, reduzindo impactos ambientais e melhorando a eficiência operacional.Efficient management of sewer systems and wastewater treatment plants is essential to min- imize environmental impacts and optimize sanitation processes. This dissertation proposes two control strategies applied to urban water systems, aiming to reduce overflows, increase the efficiency of treatment plants in terms of effluent quality and operational cost, and reduce greenhouse gas emissions. The first strategy employs a Finite State Machine to control the level of storage tanks integrated into sewer networks. Implemented in MATLAB/Simulink and optimized using a Simulated Annealing algorithm, it was evaluated under three distinct rain- fall scenarios. The results indicate a significant reduction in total overflow volume, with a notable 56% decrease in the third scenario. The second strategy applies nonlinear predictive control to enhance the efficiency of a treatment plant while mitigating greenhouse gas emis- sions. Compared to conventional proportional-integral controls in simulations that account for gas generation, the nonlinear predictive controller demonstrated a more sustainable and effi- cient operation. Both strategies show the potential to improve the control of sanitation systems, reducing environmental impacts and enhancing operational efficiency.Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 17/12/2025 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais.info:eu-repo/semantics/openAccessSistemas de esgotoÁguas residuais - tratamentoEfeito estufa - emissões de gasesControle e otimização de sistemas de saneamento urbano : aplicação de máquinas de estados finitos e controle preditivo.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPORIGINALDISSERTAÇÃO_ControleOtimizaçãoSistemas.pdfDISSERTAÇÃO_ControleOtimizaçãoSistemas.pdfapplication/pdf2552459https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/9c005f4b-7498-4989-a96b-6ee6b138de09/download2cf33fb03449637ebf9c7a4e2ee5e6f1MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81166https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/8dbdbe9a-8538-4d66-9961-261c51f4b725/downloadd700fae5b268849d8bbda3dffdc09cdeMD52falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8926https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/0dba0668-aa57-49e3-bf0e-805c15eaa4f2/download6dfd919e2b1c01620b6fbdd30d00db2cMD53falseAnonymousREADTEXTDISSERTAÇÃO_ControleOtimizaçãoSistemas.pdf.txtDISSERTAÇÃO_ControleOtimizaçãoSistemas.pdf.txtExtracted texttext/plain103009https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/2dcb3313-b15c-4deb-9a92-58d8fe313dea/download7bb883590aad119270c02ce47049e59cMD54falseAnonymousREADTHUMBNAILDISSERTAÇÃO_ControleOtimizaçãoSistemas.pdf.jpgDISSERTAÇÃO_ControleOtimizaçãoSistemas.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3616https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/2d68a1c8-221c-419c-a4a5-c33f5a63c5f2/download9bd57dde8e1b9a5dae68bc3108376d15MD55falseAnonymousREAD123456789/212172026-01-06 14:59:13.925http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/us/abertoopen.accessoai:repositorio.ufop.br:123456789/21217https://www.repositorio.ufop.brRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332026-01-06T17:59:13Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)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