Estimativa da vazão em sistemas de bombeamento de água a partir de grandezas elétricas
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Data
2025-03-06Autor
Ferreira, Laura Dias 
Primeiro orientador
Robaina, Adroaldo Dias
Metadata
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A gestão dos recursos hídricos assume grande importância na agricultura irrigada, impactando
nas relações econômico-financeiras entre os consumidores de água. Neste sentido, estimar os
dados de vazão de água consumidos pelas áreas irrigadas torna-se fator essencial na prática de
irrigação visando o controle do fluxo de água. Para tal, existem diversos equipamentos no
mercado que realizam estas medições como os medidores diretos, indiretos e especiais, porém,
alguns são desconhecidos pelos produtores ou até mesmo pouco usuais. Para isso, a vazão pode
ser estimada de forma indireta e por intermédio de variáveis possíveis de se medir, como por
exemplo, grandezas elétricas. Entretanto, ainda há uma carência de estudos que envolva o uso
destas variáveis trazendo alternativas que facilitem esta medição, de fácil instalação e uso.
Diante disso, o objetivo deste trabalho é estimar a vazão de água em sistemas de bombeamento,
a partir de leituras de grandezas elétricas fornecidas pela rede de alimentação. O trabalho foi
realizado no Laboratório de Hidráulica do Centro de Ciências Rurais da Universidade Federal
de Santa Maria. Foi utilizado um sistema de bombeamento de água, em circuito fechado para a
execução dos ensaios. Para obter os dados das grandezas elétricas tensão, corrente, potência e
energia consumida, utilizou-se o módulo PZEM-0061 conectados à rede trifásica de
alimentação do sistema. Os dados passaram por dois métodos para a estimativa da vazão:
Regressão Linear Múltipla (RLM) e Redes Neurais Artificias (RNA). Para obter os dados da
vazão observada, foi utilizado um hidrômetro. A análise dos resultados foi realizada através da
comparação dos dados observados com os estimados. A avaliação do desempenho dos métodos
propostos foi realizada através da análise do grau de correlação entre as variáveis pela
correlação de Pearson, o grau da importância das variáveis através do percentual de
contribuição, indicador baseado no método por análise gráfica da reta 1:1 e pelos indicadores
estatísticos: Erro Absoluto Médio (MAE); Erro Médio Quadrado (MSE); Raiz Quadrada do
Erro Médio (RMSE) e Erro relativo Absoluto Médio Percentual (PMARE). Os resultados
estatísticos mostraram que a RLM e RNA com todas as variáveis de entrada (grandezas
elétricas) apresentaram boa capacidade preditiva na estimativa da vazão. As duas metodologias
de estimativa apresentaram bons resultados para as diferentes motobombas. A estimativa da
vazão em relação a reta 1:1 também apresentou um bom comportamento, com valores
estimados bem próximos aos observados. Os indicadores estatísticos baseados em diferença
tiveram bons resultados com valores bem próximos de zero. De forma geral, as RNA
apresentaram resultados mais acurados quando comparados a RLM. Pode-se afirmar que o uso
de dados de grandezas elétricas foi eficiente na estimativa da vazão em conjuntos motobombas.
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