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

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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

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sistema de informa es geogr ficas sig aplica es com simuladores hidr ulicos

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

slide2

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

slide3

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

slide4

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

slide5

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

slide6

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

slide7

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

slide8

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

slide9

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

slide10

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

slide11

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

slide12

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

slide13

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

slide14

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.

slide15

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

slide16

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

slide17

ARQUITETURA DO PIPELINE

Introdução

Aplicação I

Aplicação II

Conclusões

Bibliografia

slide18

ENTRADA DE DADOS

CATEGORIA 1

Introdução

CATEGORIA 2

Aplicação I

Aplicação II

CATEGORIA 3

Conclusões

Bibliografia

slide19

PIPELINE- Aplicação

Introdução

Aplicação I

Aplicação II

Conclusões

Bibliografia

slide20

PIPELINE- Aplicação

Introdução

Aplicação I

Aplicação II

Conclusões

Bibliografia

slide21

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

slide22

CAMADAS GERADAS

Introdução

Aplicação I

Aplicação II

Conclusões

Estado inicial

Após as 3 horas

Bibliografia

slide23

CAMADAS GERADAS

Introdução

Aplicação I

Aplicação II

Conclusões

Tubos principais

Resultado da sobreposição das camadas

Bibliografia

slide24

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

slide25

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

slide26

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

slide27

OBRIGADO!

erickleal21@gmail.com

esterluiz.eng@gmail.com