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RESUMO A gestão dos recursos hídricos e energéticos é o principal desafio que a sociedade contemporânea enfrenta atualmente. Água e energia são fatores fundamentais para o desenvolvimento socioeconômico das comunidades, principalmente aquelas situadas em locais remotos, e, nesse cenário, a falta de energia é o aspecto mais preocupante. Os sistemas de bombeamento fotovoltaico apresentam vantagens para a inserção em comunidades isoladas, como fácil instalação e pouca manutenção durante o ciclo de vida, porém o dimensionamento inadequado pode gerar gastos desnecessários ou comprometer o abastecimento de água. Simular o desempenho favorece a concepção de sistemas e permite alcançar a otimização técnica e econômica em projetos da referida tecnologia. O estudo propõe um modelo matemático de simulação e a utilização do generalized reduced gradient (GRG) e de dados regionais de radiação solar, de consumo de água, de produtividade de poços e de capacidade do sistema de bombeamento para obter a referida otimização. A validação do respectivo modelo foi realizada em um sistema piloto, localizado em uma comunidade rural no município de Orleans, no Estado de Santa Catarina. A localidade apresenta uma das menores médias de radiação anual no país, aproximadamente 4,5 kWh.m-2/dia. A simulação efetuada nas condições naturais do sistema piloto mostrou resultados bem próximos do comportamento monitorado, evidenciando, assim, a eficiência do modelo. O uso da ferramenta auxilia no processo de tomada de decisão quanto à concepção de projetos, além de beneficiar as comunidades com acesso à água e à energia, trazendo benefícios em todas as esferas: social, ambiental e econômica. ABSTRACT The management of water and energy resources are the main challenges that contemporary society faces nowadays. Water and energy are fundamental factors for socio-economic development of the communities, especially those in remote locations, and in this case the lack of energy is the most worrying aspect. Solar photovoltaic pumping systems have advantages for insertion in isolated communities, such as easy installation and low maintenance during the life cycle, but inappropriate sizing can create unnecessary costs or affect the water supply. Simulating performance favors the system’s sizing and allows achieving technical and economic optimization of these technology projects. This study proposes a mathematical model of simulation, use of the Generalized Reduced Gradient (GRG), solar radiation regional data, and water consumption, wells’ productivity and pumping system capacity to obtain this optimization. The model was validated in a pilot system, located in a rural community in the city of Orleans, State of Santa Catarina, Brazil. The place has one of the lowest average annual radiation in the country, approximately 4.5 kWh / m2.day. The simulation performed in the natural pilot system conditions presented results very close to the monitored behavior, thus demonstrating its efficiency. Using this tool assists in the decision-making process in designing projects and benefits the communities with access to water and energy, bringing benefits in all spheres: social, environmental and economic.

O aproveitamento da água de chuva pode atenuar crises de escassez de água, reduzir escoamentos superficiais e minimizar alagamentos em centros urbanos. Este trabalho traz resultados do desenvolvimento e aplicação de um sistema hidráulico, automático, para o descarte da água de escoamento pluvial inicial. No laboratório de Hidráulica e Hidrologia do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFSC, foram feitos inicialmente testes em sistema piloto, com variações de vazão, para avaliar a funcionalidade do sistema proposto. Posteriormente, o sistema foi testado em uma edificação com cobertura de fibrocimento. Foram coletadas e analisadas amostras de água da chuva armazenada e descartada, incluindo parâmetros de cor, turbidez, pH, coliformes, entre outros. Constatou-se que o dispositivo funcionou adequadamente, desviando para descarte o volume de água esperado. Em termos de qualidade, a água armazenada na cisterna atendeu os valores prescritos na norma NBR 15527 (ABNT, 2007), exceto para os valores de cor e coliformes, aspectos que podem ser melhorados combinando incremento no volume descartado com a desinfecção da água armazenada.

A reconhecida importância e o potencial de aproveitamento da água de chuva têm motivado, em vários países, pesquisas sobre os componentes do sistema de aproveitamento desse recurso, dentre eles, o sistema de descarte da água de chuva inicial. O volume descartado, armazenado em reservatório, precisa ser esvaziado após um tempo, em função do regime de chuvas, para garantir a qualidade da água enviada para a cisterna. Neste trabalho, foi avaliado, em sistema piloto, o desempenho de um dispositivo com descarga por orifício, para esvaziamento automático do reservatório de descarte, considerando aspectos hidráulicos e hidrológicos no dimensionamento do mesmo. O dispositivo foi concebido para aplicação em reservatórios de descarte com volume entre 100 e 2.000 L. Foi instalado no reservatório de descarte um medidor eletrônico, para registrar o nível de água em intervalos de meia hora. Os resultados mostram que o dispositivo funcionou sem obstruções do orifício durante o período de monitoramento. O tempo de esvaziamento do reservatório foi sempre superior a 24 horas, confirmando o dimensionamento proposto.