implementação do geoprocessamento em empresas de saneamento

Implementação do Geoprocessamento em Empresas de Saneamento

eng. José Maria Villac Pinheiro

• Situação do saneamento no Brasil

Perda de 42 %no faturamento de água tratada

fonte: Ministério das Cidades - SNIS

estudos mostram que pode chegar a 52%

• Situação do saneamento no Brasil

R$ 7,6 bilhões anuaisem perda de faturamento

fonte: Ministério das Cidades

• E no Japão?

• Como reduzir a perda?

• E como reduzir a pressão na rede?

• O cadastro de redes nas empresasde saneamento iniciou com o papel

Fonte: Pref. Mun. Cabreúva

• O cadastro de redes nas empresasde saneamento iniciou com o papel

• Com o CAD o trabalho em nankinou a lápis, passou a ser realizado nocomputador

• Surgimento do SIG (Sistema de InformaçõesGeográficas) - GIS

Número Material Diâmetro Comprimento

1 PVC 50 mm 10,50 m

2 FF 100 mm 200,15 m

3 FF 150 mm 50,00 m

4 PVC 100 mm 152,40 m

Muitos arquivos CAD Banco de Dados

• Surgiram as ferramentas decorreção topológica

• Várias operações deviam serrealizadas para converter de CADpara SIG/GIS

• Para obter este resultado finalneste caso as duas linhas pretas

• Redes cruzam mas não existecruzeta

• Muitas imagens de satélite oude vôos. Imagens pesadas> 100 MB cada

• Foram criados formatos quecomprimem mais as imagens, aocusto de perda da resolução dasmesmas, ou é reduzida a resolução da mesma.

• Alguns recortavam imagens emvários pedaços.

• Surgimento do Banco de DadosGeográfico

• Resolução de uma foto aérea

• Resolução de uma imagem de satélite

Porto Rio de Janeiro

• Etapas para implementação do cadastro de técnico de redes integrado ao cadastro comercial

• Em uma tubulação de água existem:

– Trechos de rede

– Ligações de água

– Macromedidores

– Pontos de vazamento

– Caixa d’água ou bombas

– Redutores de pressão

– Etc.

• Portando precisamos cadastrarinicialmente os trechos de redes, consumidores, macromedidores, bombas, caixas d’água, redutores de pressão, caps e descargas.

• Alem dos dados referentes aos mesmos.

• Recadastramento de redes

• Redes

Fonte: SAAE Carmo de Minas

Rede A

Red

eB

Nó

1 2

3 4Rede C

Trecho de Rede Nó Inicial Nó final

A 1 2

B 2 3

C 3 4

Banco de dados

• Ramais e hidrometros

Fonte: Condomínio Sumer Palace Fonte: SAAE Juazeiro

• Consumidores

• Os consumidores:

Sentidohorário

Númerosequencial da

ligação(geralmente emmetros ou em

dezenas

Número predial

Mapa Comercial de Ligações em Papel

• CAD

• Recadastramento do consumidor

• Cadastro de ramais/ligações

Númerosequencial da

ligação(geralmente emmetros ou em

dezenas

Número predial

Número do lote da Prefeitura

Número da quadra

• Ramais

Consumidor 2

Consumidor 1

Ramal de ligação

Sem quebra na rede secundária

Número do ramal

Consumidor n

• Ramais

Consumidor 1, 2, …, n (em umúnico ponto)

Ramal de ligação

Sem quebra na rede secundária

Número do ramal

• Ramais

Banco Geográfico(mapas)

Banco Comercial(cobrança e

ordens de serviço)

número do consumidor

número do consumidor

(não altera os dados comerciais, somente insere ou retira um consumidor)

Banco Geográfico(mapas)

Banco Comercial(cobrança e

ordens de serviço)

• Distribuição de demandas deconsumo

Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu

• Medição de pressão na rede

Fonte: SAE Indaiatuba

• Comparação entre a pressãomedida e a pressão calculada

Fonte: SAE Indaiatuba

• Medidor de pressão

Fonte: LAMON

• Comparação entre a pressão medida em campo com a pressão calculada no Epanet

Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu

Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu

10 m3 10 m3 20 m3 100 m3 20 m3 10 m3 10 m3

200 m3

10 m3 5 m3 10 m3 10 m3 15 m3 10 m3 10 m3 10 m3

Total 80 m3

Total 180 m3

Tota

l 20

0 m

3Acumulado no nó: 180/2 + 200/2 = 190 m3 Acumulado no nó: 180/2 = 90 m3

Acumulado no nó: 80/2 = 40 m3Acumulado no nó: 80/2 + 200/2 = 140 m3

140 m3

190 m3

40 m3

90 m3

To

tal 0

m3

Nó 8

Nó 7

Nó 8

Nó 7

• Arquivo exportado do SIG para o EPANET (.inp)Nós

[TITLE]

[JUNCTIONS]

;ID Elev Demand Pattern

2 116 0 ;

3 116 11.8 1 ;

4 114 6.4 1 ;

5 110 5.2 1 ;

7 114 8.7 1 ;

8 116 20.2 1 ;

6 112 8.9 1 ;

10 110 3 2 ;

• Arquivo exportado do SIG paraEPANET - Redes

[PIPES]

;ID Node1 Node2 Length Diameter Roughness MinorLoss Status

1 2 3 1700 350 120 0 CV ;

2 3 4 1560 200 135 0 Open ;

3 5 4 1870 150 135 0 Open ;

6 7 8 1560 100 135 0 Open ;

9 8 9 1700 200 135 0 Open ;

7 4 7 1790 150 135 0 Open ;

8 3 8 1790 200 135 0 Open ;

4 5 6 1920 100 135 0 Open ;

5 6 7 1000 100 135 0 Open ;

Região consumo > 0,5 l/s

Fonte: COMPESA – Consórcio ABF/ETEP – NEXUS

Fonte: COMPESA – Consórcio ABF/ETEP – NEXUS

Consumos > 0,03 l/s

• Pressões na rede em 3D junto com o Modelo Digital de Terreno

Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu

• Isolinhas de pressão ao meio dia

Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu

• Boas práticas na implementação de um cadastro digitalizadounificado.

• O que pode vir a ser levantadoem um cadastramento de ramais ehidrômetros?

Fonte: SAAE Indaiatuba

• Registro de ramais de água e esgoto

Campo Categoria Nome da Coluna Descrição Tipo

1 Água ramal Posição do hidrômetro com relação a face do lote

Desconhecido, esquerda,

direita, meio

2 Água ramalDistancia Distância do ramal a partir da lateral escolhida do lote.

Real

3 Água ramalReferencia Lateral de referência do lote, com relação a qual foi medido o campo 2, utilizada no caso do campo 1 possuir o valor meio.

Esquerda, direita

4 Água ramalMaterial Índice do tipo de material do ramal de água.

Inteiro

5 Água Localização Índice da localização do ramal de água. Desconhecido, rua, calçada.

Inteiro

6 Água Profundidade Profundidade do ramal de água Real

7 Água distanciaAgua Distância da rede a guia ou face do lote (a definir)

Real

8 Água diametroAgua Diâmetro de rede de água ao qual o hidrômetro está conectado

Real

9 Água material Material da tubulação secundária ao qual o ramal do hidrômetro está conectado

String(15)

10 Água Localização Índice da localização da rede de água. Desconhecido, rua, calçada.

Inteiro

• Registro de ramais de água e esgoto

Campo Categoria Nome da Coluna Descrição Tipo

11 Água Profundidade Profundidade da rede de água Real

12 Esgoto caixa Posição da caixa de esgoto com relação a face do lote

Desconhecido, esquerda,

direita, meio

13 Esgoto caixaDistancia Distância da caixa a partir da lateral escolhida do lote.

Real

14 Esgoto ramalReferencia Lateral de referência do lote, com relação a qual foi medido o campo 4, utilizada no caso do campo 4 possuir o valor meio

Esquerda, direita

15 Esgoto ramalMaterial Índice do tipo de material do ramal de esgoto.

Inteiro

16 Esgoto Localização Índice da localização do ramal de esgoto. Desconhecido, rua, calçada.

Inteiro

17 Esgoto Profundidade Profundidade do ramal de esgoto Real

18* Lote codLograd Código do logradouro, de onde encontra-se o lote

Num(4)

20 Esgoto distanciaEsgoto Distância da rede a guia ou face do lote (a definir)

Real

* Buscar no cadastro de consumidores

• Registro de ramais de água e esgoto

Campo Categoria Nome da Coluna Descrição Tipo

21 Esgoto diametroEsgoto Diâmetro de rede de esgoto ao qual o ramal de esgoto está conectado

Real

22 Esgoto material Material da tubulação secundária ao qual o ramal de esgoto está conectado

String(15)

23 Esgoto Localização Índice da localização da rede de esgoto. Desconhecido, rua, calçada.

Inteiro

24 Esgoto Profundidade Profundidade da rede de esgoto. Real

25* Lote numeroImovel Número do imóvel onde se encontra o hidrômetro

Num(5)

26* Lote compImovel Número do complemento do imóvel onde se encontra o hidrômetro

String(10)

27 Lote numeroFoto

Número da foto do lote em que foram medidos os dados. Pode conter o número da foto da não conformidade, quando ocorrer, com o respectivo registro de não conformidade. Será fornecida uma chave para uma tabela secundária (índice).

Inteiro

* Buscar no cadastro de consumidores

esquerda meio direita

Posição do hidrômetro com relação a face do lote

Posição: meio

Distância do ramal a partir da lateral escolhida do lote.

Referência: esquerda

Distância do ramal a partir da lateral escolhida do lote

Material do ramal de água

Localização do ramal de água: rua ou calçada

Posição: meio

Distância do ramal a partir da lateral escolhida do lote.

Distância da rede a guia ou face do lote Diâmetro da rede ao qual o hidrômetro estáconectado

Material da tubulação ao qual o ramal está conectado

Localização da rede de água: rua, calçada ou desconhecido

Posição: meio

Profundidade

Profundidade do ramal Profundidade da rede de água

• Quando possível, obter fotofrontal do imóvel e a localização dohidrômetro

• AuditoriaItem

auditado Categoria Descrição

1 Água Foi anotada a posição do hidrômetro com relação a face do lote?

2 Água Se a posição era o meio, foi anotada a distância?

3 Água Se a posição era o meio, foi anotada em relação a que face do lote refere-se a distância?

4 Água O número de hidrômetros está correto?

5 Esgoto Foi anotada a posição da caixa de esgoto com relação a face do lote?

6 Esgoto Se a posição era o meio, foi anotada a distância?

7 Esgoto Se a posição era o meio, foi anotada em relação a que face do lote refere-se a distância?

8 Lote Foi anotado o número do imóvel onde se encontra o hidrômetro?

9 Lote Foi tirada a foto da frente do lote?

10 Lote O número da foto está correto ao anotado?

Fonte: CAB PiqueteAlguns anotam constantemente outros não. Treinamento.É importante constar quem foi o responsável pelas informaçõese a data em que foi realizada a instalação para certificar a qualidadeDas informações

• Auditoria

Local auditado

Auditoria

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

• Como formar um mapeamentoinicial quando não tenhomapeamento com um baixo custo?

• Teodolito óptico

• Distanciômetro

Fonte: Univ. Est. Feira de Santana

• Estação Total

– Mede ângulos e distâncias

– É a junção do teodolito com o distanciômetroeletrônico montados em um só bloco.

– Capaz de armazenar dados e executar algunscálculos em campo

– Pode calcular as posições x, y e z dos pontosexaminados

– Algumas possuem GPS

• Estação total

• Medição com prisma até2 km

• Precisão 2mm• Armazenamento 24 mil

pontos• Precisão 2” ou 5”

Fonte: Topcon

• Receptores GNSS (Global Navigation Satellite System)

• Fornece o posicionamento geo-espacial da latitude, longitude e altitude em um determinado tempo.

• GPS – Estados Unidos

• GLONASS – Russia

Fonte: Wikipedia

Fonte: INPE

Fonte: Santiago & Cintra

• Receptores GNSS

Fonte: Santiago & Cintra

• Referência

• Digitar no Google:GPS para Iniciantes

• http://geosenso.com/arquivos/GPS%20para%20iniciantes%20-%20INPE.pdf

• Mapeamento georreferenciado

• Imagens de satélite bruta podem vir com erros de posicionamento de 12 a 25 metros, dependendo do relevo.

• Se você não possui ummapeamento georreferenciadopreciso:

– Opção 1: Contrate um vôo e restituição

• Avião tira as fotos

• São levantados pontos notáveis em campo

• As fotos são ajustadas a estes pontos precisos

Fonte: MundoGeo

• É feita a restituição dasguias, quadras, etc.

• São desenhadas as curvas de nível

• É gerado o Modelo numérico do terreno

Fonte: Fiducial Engenharia Fonte: LaserMap

• Se você não possui ummapeamento georreferenciadopreciso:

– Opção 2: Contrate um levantamento topográfico em campo das quadras, arruamento, pontos notáveis, com as respectivas cotas.

– Contrate junto o fornecimento das curvas de nível e Modelo Digital de Terreno

• Compre uma imagem de satélite

• Compre o ajuste da imagem aoseu levantamento em campo.

Fonte: DAEV - Votuporanga

• Recadastramento de redescadastro dos PVs

• Levantamento de PVs

4

5

3

2

1

• Implementação de processos no cadastro de redes e consumidores.

• Nova ligação

Fechamento da Ordem de serviço

Cadastro do consumidor no mapa

Atualização do cadastro do consumidor no sistema comercial

Novo consumidor ligado em campo

Geração da Ordem de Serviço de nova ligação

Fonte: Diário Regional Mato GrossoFonte: Águas de Guariroba

• Retirada de uma ligação

Fechamento da Ordem de serviço

Eliminação do consumidor no mapa

Atualização do cadastro do consumidor no sistema comercial

Ligação é retirada em campo

Geração da Ordem de Serviço de retirada de uma ligação

• Não confundir a retirada de umaligação com o corte de uma ligação

• No corte de uma ligação, ela continua existindo geograficamente no mapa

• Em uma retirada, o ramal, hidrômetro ouambos são retirados fisicamente em campo

• Não esquecer da infra-estruturade rede. Sempre dê preferência a cabeamento óptico.

• Veja no poste se já existe

Fonte: forionbr

Fonte: a9info

• Você mesmo pode passar o cabeamento

• Veja o melhor caminho para interligaras unidades

Fonte: Rogério Cerqueira, abertura de valas

• Controle e administração do SIG

• O SIG deve ser um projeto daempresa e não de um departamento

• Entendimento detalhado dosprocessos de negócios de saneamento

• Entendimento das necessidades operacionais e de gerenciamento da empresa

• Planejamento Estratégico

• Matriz Estratégica

Fatores Externos

Oportunid

ades

Ameaças

(O/A)

Fatores Internos

Forças

(+)

Fraqueza

s (-)

1

Desenhos das redes são enviados sem

muita informação e com difícil

entendimento

A

Acumulo de serviços devido a

mapas quen necessitam ser

explicados por telefone ou visita.

-

2

Consumidor reclama que atendente não

sabe informar se existe rede de água em

frente a sua residência.

A

Tubulações quando cadastradas,

estão sem precisão de

posicionamento.

-

• Ações estratégicasFatores Internos Situação Atual Situação Desejada Ações a Serem Implementadas

Acumulo de serviços

devido a mapas

quen necessitam ser

explicados por

telefone ou visita.

Pessoal nos

municípios com

pouco

treinamento e

recursos

computacionais

para fornecer

croquis

detalhados das

tubulações

Recebimento de

croqui padronizado,

otimizando o

trabalho do dia a

dia

Definir forma dos municípios enviarem

desenhos mais precisos

Tubulações quando

cadastradas, estão

sem precisão de

posicionamento.

Não existe

mapeamento

georreferenciad

o

Possuir

mapeamento

georreferenciado

Adquirir mapeamento

georreferenciado do município.

• Priorização e planejamento

ALTERNATIVAS DE AÇÕES A SEREM IMPLEMENTADAS

1 Definir a forma dos municípios enviarem os desenhos mais precisos

2 Adquirir mapeamento georreferenciado do município. 2

3 2 1

4 4 4 1

5 4 5 5 5

6 6 4 6 6 1

7 7 5 7 7 2 1

Alternativas 1 2 3 4 5 6 7

Freqüência 4 3 0 3 4 3 3

Priorização 1 5 4 7 6 2 3

O que

(ações estratégicas)Quem

Quando

PeríodoQuanto Por que Onde Como

1

Definir forma dos

municípios enviarem

desenhos mais precisos

1. Levantar situação atual junto a

todos os municípios.

2. Levantar equipamentos

disponíveis

3. Realizar treinamento junto aos

responsáveis dos municípios

4. Fornecer software e hardware

para execução dos trabalhos

5. Receber desenhos precisos e

atualizados dos croquis.

6

Tubulações quando

cadastradas, estão sem

precisão de

posicionamento.

1. Verificar se Prefeitura possui

algum tipo de mapeamento.

2. Levantar preço de agrimensura

com precisão.

3. Levantar custo de aquisicão de

imagem de satélite.

4. Aquisição

• Metodologia ágil

– Cadastrar consumidores no mapa

20

00

30

00

10

01

20

00

30

00

20

01

20

00

30

00

30

01

• Metodologia ágil

– Gerar Modelo de Terreno

• Epanet Z (http://www.zonums.com/epanetz.html)

• Cotas (ferramenta CAD)• http://www.lenhs.ct.ufpb.br/html/downloads/serea/6serea/TRABALHOS/trabalhoU.pdf

• Metodologia ágil

– Atualizar diariamente as redes no sistema utilizado atualmente

– Implementar o processo de atualização de redes e consumidores

• Arquivo CAD e Shp sobrepostos

• Epanet

• Epanet

• Epanet

• Arquivo CAD

• Arquivo CAD e Shp sobrepostos

• Epanet

• Epanet e CAD

• Conversão de consumidores

• Monte equipe para a conversãode dados

• O SIG deve servir a todos

• Atendimento ao público

• 0800

• Manutenção

• Departamento Comercial

• Engenharia

• Associação dos croquis

• Acompanhamento de ordens deserviço em tempo real

• Mapas temáticos por tipo de material

• Integração com o sistema comercial

• Localização de clientes

• Localização do imóvel

• Acesso ao mapa

• Consumidor localizado

• Consumidor selecionado

• Poucos botões

• Localização de consumidores compiscina

• Irregularidade na tampa de esgoto

• Consumidor com a irregularidadeapresentado

• Rotas de leitura

Fonte : Copel-PR

• Coletores tronco - esgotos

• Gestão de obras em andamento

• SPRING – Sistema de Processamentode Informações Georreferenciadas

• Português, Inglês, Espanho e Francês

• Windows e Linux, 32 e 64 bits

• Opera com banco de dados geográfico

• Dados vetoriais e matriciais (raster)

• Integração com sensoriamento remoto

• Leitura de imagens 8 ou 10 bits

• Impressão

• Registro de imagens

• Processamento de imagem

• Melhorar a qualidade da imagem

• Classificação

– Extração de informação em imagenspara reconhecer padrões de objetos homogêneos

• Processamento de Imagens de Radar

• Manipulação de dados vetoriais

• Modelagem númérica

– Introdução de isolinhas

• Modelagem numérica

– Grade triangular

• Modelagem numérica

– Fatiamento da grade numérica paragerar imagem temática de cotas

• Modelagem numérica

– Geração do mapa altimétrico

• Modelagem numérica

http://adriloaz.blogspot.com.br/2010/04/como-fazer-oculos-3d.html

• Análise e consulta espacial

• Análise e consulta espacial

• Geração de cartas para impressão

Fonte: DAEV – Valinhos – Eliseu

• SQLServer, Postgres, Oracle, PostGIS e outros

• Vistas e temas

• Análises básicas

Dispersão 3D3 atributos para cadaobjeto geográfico

• Manipulação imagens (dadosmatriciais)

• Operações espaciais

• Visualização de diferentes informações geográficas na mesma tela

• Análises espaciais

• Geocodificação de endereços

• Geocodificação de endereços

• Geocodificação de OSs abertas

• OGC WMS Cliente

• Impressão

• Edição

• Google KML

• Processamento de imagens

• Exemplo de aplicação de 6 linhas

• Vídeoshttp://www.youtube.com/user/nexusgeoengenharia/featured

• Links com instaláveis e código-fonte

• DXF2EPA

• SHP2EPA

• SHP2EPA

• Converte DXF para INP (Epanet)

• http://geosan-brasil.blogspot.com.br

• www.openstreetmap.org

• www.openstreetmap.org

• www.openstreetmap.org

• www.openstreetmap.org

Confirmar compontos em campoa precisão do mapa

• Mapas Web com alertas

AlertaPressão abaixou drasticamenteno setor A.

• ArcFM

• GeoSan

• SmallWorld

– Diferença principal destes sistemas com relação ao ArcGIS, AutoCAD Map, MapInfo, Spring e outros é que eles estendem o conceito de ponto para uma válvula ou outro componente de rede.A topologia de um trecho de rede é que está conectada a dois nós.

• ArcFM

• GeoSan

• GeoSan

Fonte: DAEV – Valinhos - Strategos

• SmallWorld

• Epacad