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Utilização de ferramentas SIG na edição topológica de limites técnicos de sistemas de abastecimento

Resumo

Os sistemas de abastecimento são entidades fundamentais dentro de um sistema de informações geográficas para saneamento. São base para todos os estudos e simulações operacionais para abastecimento, modelagem hidráulica, cálculo de indicadores, entre outros. Sua utilização, entretanto, pode ser comprometida se não forem observadas regras topológicas básicas na sua edição e manutenção. Neste trabalho o objetivo será comentar a utilização de ferramentas nativas de SIG na edição topológica desses limites, garantindo assim sua efetividade no uso.

Introdução

O processo de operação de sistemas de adução e distribuição de água tratada são alguns dos mais importantes dentro de uma empresa de saneamento, pois são aqueles que garante a entrega do seu produto principal.
Pode-se fazer uma analogia entre o macroprocesso de abastecimento de água com uma indústria de transformação. Os mananciais e poços são o almoxarifado, onde a matéria-prima encontra-se estocada. Ela é transportada para a Estação de Tratamento, onde é transformada em produto final, naquilo que pode ser comparado à indústria propriamente dita. A seguir o produto é distribuído a entrepostos locais (os reservatórios setoriais) para finalmente ser distribuído e entregue ao consumidor final.
Afora a etapa de transformação, todas as demais são etapas de caráter logístico, onde o produto é transportado ou armazenado. É um verdadeiro desafio logístico aliás, em qualquer grande cidade, entregar diariamente quase 1 tonelada de produto em cada residência, comércio ou indústria – e depois praticar a logística reversa, retirando seu subproduto quase na mesma quantidade.
Esse desafio só pode ser superado por meio da implantação de uma pesada e complexa infraestrutura, que compreende uma extensa malha de dutos e um número considerável de dispositivos para regulagem e controle de fluxo, vazão e pressão. À esta infraestrutura denominamos Sistemas de Abastecimento de Água.
Este sistema é composto de várias entidades, desde a captação nos mananciais, passando por estação de tratamento, estações elevatórias, adutoras, reservatórios, redes de distribuição até chegar às ligações domiciliares dos clientes. Entre esses entes há o que se chama de uma relação topológica (de “topologia”, do grego “topos” – lugar – e “logos” – estudo, ou seja, “estudo do lugar”, em tradução livre). Mais especificamente uma topologia de redes, na medida em que os elementos estão conectados entre si, formando uma rede.
Da mesma forma, os sistemas de abastecimento atendem áreas físicas, onde reside a população que irá consumir o recurso hídrico. Cada componente da rede atende assim a uma área geográfica específica, definida geometricamente no mapa por um polígono. Uma ETA trata água para uma cidade ou uma região dela e aduz essa água para centros de reservação que atendem os chamados “Setores de Abastecimento”, que possuem uma área definida de atuação.

Os centros de reservação, por sua vez, são compostos de um ou mais reservatórios, que distribuem água tratada para áreas definidas com base na topogafia, de modo a garantir uma melhor distribuição de pressões e uma melhor eficiência energética. A esses limites de denominam “Zonas de Pressão”, também definidas geometricamente no mapa por um polígono. Assim, um setor de abastecimento pode conter “n” zonas de pressão, cada uma atendida por um reservatório.
Os polígonos por sua vez possuem relações topológicas entre si. Eles devem se “encaixar” perfeitamente no mapa, de modo que compartilhem as mesmas linhas que seus polígonos limítrofes, e estas linhas compartilhem os mesmos pontos.

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Dessa forma, não pode haver sobreposições de áreas (o que indicaria que aquela área é atendida por mais de um setor ou zona de pressão, o que não é verdadeiro) e nem “fendas” entre polígonos (o que indicaria que aquela área não é atendida por nenhum setor ou zona de pressão, o que provavelmente é falso).
Embora isso pareça uma obviedade, é muito comum que nos Sistemas de Informações Geográficas nas empresas de saneamento haja ocorrências desse tipo, por várias razões:

  • Fragilidade das metodologias de edição;
  • Falta de regras topológicas implantadas no SIG;
  • Falta de capacitação da mão-de-obra de edição no SIG; e
  • Falta de recursos no SIG para detecção dos problemas;

Boa parte desses problemas não é facilmente visível, mesmo em ambiente de SIG, de modo que acaba passando despercebida, o que não impede, porém, de causarem problemas em análises ou gerarem resultados incorretos. Para isso os softwares de SIG possuem ferramentas específicas para identificar e corrigir esses problemas de topologia, melhorando a qualidade dos dados no SIG.

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