Sistema de Informações Geográficas (SIG): aplicações com simuladores hidráulicos

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENG.CIVIL E AMBIENTAL GEOTECNOLOGIAS APLICADAS A ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL PROFESSORA: IANA ALEXANDRA ALVES RUFINO Sistema de Informações Geográficas (SIG): aplicações com simuladores hidráulicos Erick dos Santos Leal Ester Luiz de Araújo Campina Grande – PB Julho de 2010

2. Sistemas de Abastecimento de Água e SIG A gestão dos Sistemas de Abastecimento de Água é uma das aplicações na área de gerenciamento urbano onde as funcionalidades dos Sistemas de Informações Geográficas (SIG) são fundamentais devido a grande quantidade de informações que se ampliam a cada dia com o desenvolvimento e crescimento das pequenas e grandes cidades. (FARIA, 2009) Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

3. EPANET O EPANET é um programa computacional que permite simular o comportamento hidráulico de um sistema pressurizado de distribuição de água, ao longo do tempo. O sistema pode ser composto por uma rede de tubulações (malhadas ou ramificadas), estações de bombeamento, diversos tipos de válvulas e reservatórios de nível fixo e variável. (Gomes, 2009) Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

4. SPRING O SPRING é um SIG com funções de processamento de imagens, análise espacial, modelagem numérica do terreno e consulta a banco de dados espaciais, desenvolvido pelo INPE/DPI e disponível gratuitamente pela internet. (Câmara etal apud Faria etal, 2009) Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

5. PIPELINE NET Introdução O PipelineNet é um sistema baseado ArcView, que integra modelos hidráulicos e qualidade da água, para auxiliar os gestores de emergência com informações em tempo real estimando os riscos de abastecimento público de água. Sistema integrado que calcula, localiza e mapeia a população em risco pela introdução de contaminantes no sistema de abastecimento público de água. Desenvolvedores: RakeshBahadur, William B. Samuels, Walter Grayman, David Amstutz, Jonathan Pickus. Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

6. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

7. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água • Integração dos softwares SPRING e EPANET, na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água, causada pela expansão da rede existente. • Avaliar se as ferramentas utilizadas auxiliam o gerenciador da rede sobre as demandas de pressão e vazão do novo sistema de abastecimento Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões OBJETIVOS Bibliografia

8. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água ÁREA DE ESTUDO Bairro Bom Jesus – Viçosa/MG A escolha se baseou nas características da região, pois o bairro apresenta áreas potenciais para a expansão urbana além de possuir uma variação altimétrica considerável para verificação da pressão e vazão nos pontos da rede. Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

9. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água METODOLOGIA • Coleta de imagem de satélite (Google Earth); • Correção geométrica da imagem (realizado pelo SPRING); • Criação do novo bairro (para a expansão da rede); • Traçado da nova rede de abastecimento de água; • Geração do Modelo Numérico do Terreno (MNT); • Simulação no EPANET; • Importação dos dados do EPANET para o SPRING. Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

10. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Figura 1 - Imagem extraída do Google Earthgeorreferenciada, a rede atual em vermelho, a rede a ser implantada em verde, as quadras e os lotes em azul. Bibliografia

11. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água RESULTADOS • Apenas com a rede existente não será possível atender as condições de pressão na nova rede para o horário de maior consumo (condição mais desfavorável); • Inserindo um reservatório de nível variável no local de maior cota do bairro as condições de pressão tornam-se satisfatórias. Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

12. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Figura 2 - Apresenta os valores de pressão para cada lote após a primeira simulação da rede. Bibliografia

13. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Figura 3 - Valores de pressão para o horário de maior pico após segunda simulação. Bibliografia

14. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia Figura 4 - Mostra os atributos das tubulações importados para o SPRING para uma consulta.

15. Uso de Softwares gratuitos (SPRING e EPANET) na simulação de pressão e vazão de uma rede de abastecimento de água CONCLUSÕES • O EPANET mostrou-se adequado como modelo de simulação e de avaliação da eficiência da operação sugerida; • A representação dos dados SPRING mostrou-se muito importante para o gerenciamento das informações, bem como para a manipulação, aquisição e cruzamento dos dados entre os sistemas; • A combinação SPRING - EPANET demonstrou-se eficaz na aquisição, representação, manipulação dos dados e gerenciamento de um sistema de abastecimento de água de um município. Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

16. PIPELINENET: Um Modelo de Acompanhamento Introduzido Contaminantes num sistema de distribuição Introdução APLICAÇÕES • Simula o destino e o transporte de contaminantes potencialmente introduzido em sistemas de distribuição de água, particularmente em relação ao uso e aplicação em uma situação de emergência. Avalia os efeitos do tratamento da água sobre o agente e os modelos de fluxo e concentração de um agente através do sistema de distribuição de água dentro de um município e calcula a população e infra-estruturas (por exemplo, hospitais, escolas, etc) em risco. Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

17. ARQUITETURA DO PIPELINE Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

18. ENTRADA DE DADOS CATEGORIA 1 Introdução CATEGORIA 2 Aplicação I Aplicação II CATEGORIA 3 Conclusões Bibliografia

19. PIPELINE- Aplicação Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

20. PIPELINE- Aplicação Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

21. PIPELINE- Aplicação • Simular um cenário de intrusão de um contaminante em um sistema de distribuição • Simulação de longo período (24 horas) • liberação instantânea de 1 kg de um contaminante no sistema de distribuição de água • Avaliar a propagação de contaminantes após três horas • Utilizando um total de 25 nós para acompanhamento na área considerada Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

22. CAMADAS GERADAS Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Estado inicial Após as 3 horas Bibliografia

23. CAMADAS GERADAS Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Tubos principais Resultado da sobreposição das camadas Bibliografia

24. Conclusões Potencial de contaminação proposital é um problema muito significativo para as utilidades da água. Permite identificar, monitorar e controlar os contaminantes em seu sistema de distribuição de água e reagir mais rapidamente a um incidente. Usando a metodologia descrita neste artigo, o sistema PipelineNet pode ser usado para selecionar os nós para o acompanhamento. Ao aplicar a metodologia descrita neste trabalho, dois nós foram mostrados para ser mais adequado para a localização de um site de monitoramento. Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

25. CONCLUSÕES O avanço da informática gerou o surgimento de importantes ferramentas capazes de simular diferentes cenários que auxiliem na tomada de decisão dos gestores. Podemos observar nesses exemplos diferentes programas utilizados para prever o comportamento do sistema de distribuição de água sob diferentes enfoques, como o que trata da parte hidráulica, que é de grande importância na ocorrência de defeitos na rede, e a qualidade da água de igual importância no monitoramento da rede. Apresentando a integração de diferentes programas para auxiliar a visualização de cenários e fundamentar melhor as decisoes. Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

26. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GOMES, H. P. Sistemas de Abastecimento de Água: Dimensionamento Econômico e Operação de Redes e Elevatórias. 3 ed. 277p. João Pessoa, Editora Universitária/ UFPB, 2009 FARIA, S. H. ; OLIVEIRA, J. C. ; CALIJURI, M. L. Uso de Softwares Gratuitos na Simulação de Pressão e Vazão de uma Rede de Abastecimento de Água no Município de Viçosa - MG. In: XIV SBSR, 2009, Natal. XIV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 2009. p. 3729-3735. Introdução Aplicação I Aplicação II Conclusões Bibliografia

27. OBRIGADO! erickleal21@gmail.com esterluiz.eng@gmail.com