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Inteligência artificial prevê vazão de água em hidrelétricas

Pesquisa desenvolvida na Universidade Federal da Paraíba proporciona cálculo de dados fundamentais para a gestão hídrica das usinas


Reservatório de Paulo Afonso: modelo de cálculo de vazão baseado em redes neurais artificiais se adapta a diferentes climas e bacias hidrográficas (Foto: Franklin Linhares)
Reservatório de Paulo Afonso: modelo de cálculo de vazão baseado em redes neurais artificiais se adapta a diferentes climas e bacias hidrográficas (Foto: Franklin Linhares)

Um modelo que usa a inteligência artificial baseado em redes neurais artificiais está sendo aplicado em usinas hidrelétricas brasileiras para a previsão de vazão em seus reservatórios, a fim de minimizar os efeitos de variações climáticas. Inédito, o modelo se mostrou preciso nas projeções de vazão por período de até um ano. O método foi apresentado na tese de doutorado em engenharia civil e ambiental de Paula Karenina de Macedo Machado Freire, 31 anos, na Universidade Federal da Paraíba (UFPB).  De acordo com a pesquisa, o modelo apresenta resultados melhores dos que os convencionais.

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A previsão de vazão é um dado fundamental para a gestão hídrica das usinas, utilizado para tentar assegurar que os níveis de água não fiquem baixos demais, como na crise  que atingiu a Região Sudeste entre 2014 e 2015, em especial o Estado de São Paulo, e em períodos de seca severa que castigam a Região Nordeste. Em situações como essas, se agravam os riscos de apagões no país, uma vez que a maior parte da energia elétrica no Brasil é produzida pelas usinas hidrelétricas. Esse cenário, aliás, foi a base da ideia da tese de doutorado de Paula Karenina, formada em engenharia civil e mestre em engenharia urbana e ambiental também pela UFPB.

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De acordo com a engenheira, o modelo baseado em redes neurais artificiais pode até ajudar a evitar o aumento das contas de fornecimento de energia elétrica em tempos baixo volume de água nas bacias hidrográficas, uma vez que facilita a gestão do recurso. “Ele auxilia no processo de tomada de decisão. Os gestores têm informações sobre a vazão prevista para o futuro e, assim, podem otimizar o volume do reservatório para atender a seus múltiplos usos (geração de energia, agricultura, abastecimento, irrigação etc)”.

Modelo aplicado nas regiões Nordeste e Sul

Paula Karenina explicou que, para prever as vazões futuras de uma determinada bacia hidrográfica, o modelo usa dados das vazões e chuvas de anos anteriores  naquela região fornecidos, respectivamente, pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e pela Tropical Rainfall Measuring Mission(TRMM)), missão conjunta das agências espaciais americana (Nasa) e japonesa (Jaxa).

As universidades públicas são responsáveis pela formação de qualidade de milhares de profissionais lançados no mercado de trabalho, pelo funcionamento da esmagadora maioria dos melhores programas de pós-graduação avaliados pela Capes, pela quase totalidade da ciência de ponta produzida no Brasil e pela promoção incessante de arte, cultura e cidadania em nosso país

Paula Karenina de Macedo Machado Freire
Doutora em Engenharia Civil e Ambiental pela UFPB

A tese foi desenvolvida, entre abril de 2014 e março de 2019, no Laboratório de Recursos Hídricos e Engenharia Ambiental da universidade, sob orientação do professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e pesquisador do CNPq Celso Augusto Guimarães Santos. O modelo está disponível gratuitamente para aplicação e foi publicado nas revistas especializadas “Applied Soft Computing” e “Journal of Hydrologic Engineering”. Os artigos, em inglês, podem ser consultados nos links: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1568494619302157?via%3Dihub e https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29HE.1943-5584.0001725

O modelo foi aplicado em reservatórios do Rio São Francisco (Sobradinho, Três Marias e Xingó), no Nordeste, e, na Região Sul, nos reservatórios 14 de Julho (RS) e Itaipu. Segundo a engenheira, ele pode ser utilizado em qualquer região do país, independentemente das condições climáticas, uma vez que se adapta às diferentes vazões e tipos de bacias.   

‘Recursos aplicados na educação são investimento’

A vida acadêmica da engenheira já é um testemunho do respeito e confiança que ela tem pela universidade pública, onde se formou, fez mestrado e doutorado. “O desenvolvimento de um país se dá por meio da ciência e tecnologia, o que, no Brasil, é maciçamente produzido nas universidades públicas. Para se ter uma ideia da importância das universidades públicas brasileiras para o desenvolvimento do país, basta olharmos o ranking das dez primeiras instituições brasileiras que mais produziram pesquisas em ciências naturais entre 2017 e 2018, segundo a Nature Index”, disse.  

A engenheira Paula Karenina: defesa da pesquisa feita pelas universidades públicas (Foto: Arquivo Pessoal)
A engenheira Paula Karenina: defesa da pesquisa feita pelas universidades públicas (Foto: Arquivo Pessoal)

“As universidades públicas são responsáveis pela formação de qualidade de milhares de profissionais lançados no mercado de trabalho, pelo funcionamento da esmagadora maioria dos melhores programas de pós-graduação avaliados pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior(Capes), pela quase totalidade da ciência de ponta produzida no Brasil e pela promoção incessante de arte, cultura e cidadania em nosso país. Sem elas não haverá ensino, pesquisa, extensão, ciência, tecnologia, inovação e cultura de qualidade disponível para toda a sociedade brasileira”, completou Paula Karenina.  

Para a engenheira, os cortes anunciados pelo Ministério da Educação nas verbas das universidades federais, das bolsas de pós-graduação das agências de fomento como Capes e CNPq vão afetar negativamente pesquisas realizadas no Brasil. Ela destacou impacto dos cortes na UFPB. “É preciso entender que recursos aplicados na educação não são despesa e sim, investimento”.

61/100 A série #100diasdebalbúrdiafederal pretende mostrar, durante esse período, a importância das instituições federais e de sua produção acadêmica para o desenvolvimento do Brasil


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