Technological innovations and financial viability in brazilian water distribution system: a case study of GS Inima SAMAR and strategic guidelines for digital transformation

This thesis investigates the application, performance, and financial viability of technological innovations in the water distribution sector, with a focus on the Brazilian context. Through a detailed literature review and a case study of GS Inima SAMAR in Araçatuba-SP, it explores the transition from traditional to smart water management practices, including the adoption of hydraulic modeling software (GSWAterS and OpenFlows WaterGEMS), advanced sensors, SCADA systems, and sectorization strategies. The study describes all key components of a modern Water Distribution System (WDS), including flow meters, pressure transducers, control valves, and pumps, and evaluates their contribution to operational efficiency. By analyzing the performance indicators and operational costs before and after the implementation of innovations, the thesis provides a data-driven assessment of the impacts of digitalization and network optimization. Financial techniques such as Net Present Value (NPV), Benefit-Cost Ratio (B/C), and Internal Rate of Return (IRR) were applied to support investment decisions. The case study demonstrates that although the current infrastructure still lacks full maturity—especially in terms of real-time monitoring—the implemented technologies have already shown measurable benefits, including reduction in water losses and improvements in gross margin and partial ROI. Finally, the thesis consolidates the transition to a new modeling platform by replacing the previous GSWaterS system with Bentley’s OpenFlows WaterGEMS, enabling more advanced simulation and integration capabilities. This shift supports the continuation of the smart water management strategy, providing the necessary technical foundation for future improvements in monitoring, analysis, and operational decision-making within the utility.

Questa tesi analizza l'applicazione, le prestazioni e la fattibilità economica delle innovazioni tecnologiche nel settore della distribuzione idrica, con un focus specifico sul contesto brasiliano. Attraverso una revisione della letteratura e uno studio di caso dettagliato relativo alla società GS Inima SAMAR di Araçatuba-SP, viene esplorata la transizione dalla gestione tradizionale dell’acqua a pratiche di gestione intelligente, che includono l’adozione di software per la modellazione idraulica (OpenFlows WaterGEMS), sensori avanzati, sistemi SCADA e strategie di setorizzazione. Lo studio descrive tutti i componenti chiave di un moderno Sistema di Distribuzione Idrica (WDS), come misuratori di portata, trasduttori di pressione, valvole di controllo e pompe, valutando il loro contributo all’efficienza operativa. Analizzando gli indicatori di prestazione e i costi operativi prima e dopo l’implementazione delle innovazioni, la tesi fornisce una valutazione basata sui dati dell’impatto della digitalizzazione e dell’ottimizzazione della rete. Tecniche finanziarie come il Valore Attuale Netto (VAN), il Rapporto Benefici/Costi (B/C) e il Tasso Interno di Rendimento (TIR) sono utilizzate per supportare le decisioni d’investimento. Lo studio di caso dimostra che, sebbene l’infrastruttura attuale presenti ancora limiti di maturità—soprattutto in termini di monitoraggio in tempo reale—le tecnologie implementate hanno già mostrato benefici misurabili, come la riduzione delle perdite idriche e il miglioramento del margine lordo e del ROI parziale. Infine, la tesi consolida il passaggio a una nuova piattaforma di modellazione sostituendo il precedente sistema GSWaterS con OpenFlows WaterGEMS di Bentley, consentendo simulazioni più avanzate e una maggiore capacità d’integrazione. Questo cambiamento supporta la continuazione della strategia di gestione intelligente dell’acqua, fornendo la base tecnica necessaria per miglioramenti futuri nel monitoraggio, nell’analisi e nelle decisioni operative all’interno dell’azienda.