Orientadores: Miguel Taube Netto, Jose Antonio Frizzone

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação

Resumo: O objetivo deste trabalho é desenvolver modelos de Programação Matemática que possam auxiliar no planejamento de projetos "sistemas de irrigação por aspersão tipo pivô-central", dimensionamento, enfoque localização com na operação. o modelo que determina o diâmetro econômico da adutora do...

Resumo: O objetivo deste trabalho é desenvolver modelos de Programação Matemática que possam auxiliar no planejamento de projetos "sistemas de irrigação por aspersão tipo pivô-central", dimensionamento, enfoque localização com na operação. o modelo que determina o diâmetro econômico da adutora do pivô-central tem como objetivo minimizar a somatória do custo fixa total com o custo energético, tomados em base anual. As restrições estabelecidas envolvem perda de carga, velocidade do fluxo de água e vazão do sistema. São obtidas soluções trabalhando com perda de carga calculada pelas fórmulas Universal e de Hazen-Williams. Uma comparação com dados de fabricante também é feita. o modelo de localização de pivôs-centrais tem como objetivo maximizar área irrigada. Total São estudadas situações a envolvendo pequenas áreas de fronteira irregular, por ser esta a situação mais usual oferece problemas em relação e que localização. As restrições operacionais evitam a superposição da área irrigada pelos equipamentos. O modelo para elaborar o planejamento da irrigação para os setores de pivôs-centrais visa maximizar a eficiência dos mesmos ou de modo equivalente, a obtenção do máximo lucro em unidades monetárias por unidade de volume água de empregada. As Restrições controlam a umidade do solo entre valores pré-determinados ao mesmo tempo em que compatibilizam o volume de água disponível com as necessidades hídricas em cada setor. o modelo para gerenciar a água que é destinada à irrigação fornece um programa para o acionamento dos pivôs-centrais segundo os dias e turnos de operação num dado horizonte de planejamento, atendendo as restrições de disponibilidade, minimizando o custo total de operação. Neste trabalho são obtidos modelos de programação matemática com estruturas particulares tais como "packing problem" e "Dantzig-Wolfe". São utilizados programas computacionais comerciais na resolução, uma vez que a especialização de algoritmos ou desenvolvimento de heurísticas, não foi objeto deste estudo.

Abstract: The objective of this work is the development of models for Mathematical Programming to be utilized as tools in the planning of center pivot systems for irrigation. Emphasis is given on design, location and operation. The first model developed to evaluate the economic diameter of the...

Abstract: The objective of this work is the development of models for Mathematical Programming to be utilized as tools in the planning of center pivot systems for irrigation. Emphasis is given on design, location and operation. The first model developed to evaluate the economic diameter of the center pivot main line has as objective to minimize the fixed cost plus energetic cost in annual basis. Established restrictions include head loss, velocity and flowrates. Solutions are based on the Universal and Hazen-Williams equations. Results are compared with those by catalogs. The second model developed to localize the center pivot has the objective of maximize the total irrigated area. The main application is for irregularly shaped fields which is the most common situation. Operational restrictions avoid the o overlapping of irrigated areas. The third model developed to plan the center pivot sectors aims to maximize efficiency. Restrictions are set to control soil humidity in a pre-determinated range. The last model has the objective management and gives a program for the of irrigation water center pivot system operation according to a established schedule and try to minimize the total cost operation. Also, particular structures of mathematical programming models like IIpacking problem" and IIDantzig-Wolfe" are obtained. Commercial softwares are utilized to solve the above models, since the initial objective was not to develop algorithms or heuristcs.