{"id":85300,"date":"2016-04-29T10:42:42","date_gmt":"2016-04-29T13:42:42","guid":{"rendered":"http:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/?p=85300"},"modified":"2016-04-28T21:44:23","modified_gmt":"2016-04-29T00:44:23","slug":"modelo-matematico-auxilia-a-planejar-operacao-de-reservatorios-de-agua","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/2016\/modelo-matematico-auxilia-a-planejar-operacao-de-reservatorios-de-agua\/85300","title":{"rendered":"Modelo matem\u00e1tico auxilia a planejar opera\u00e7\u00e3o de reservat\u00f3rios de \u00e1gua"},"content":{"rendered":"

Elton Alisson | Ag\u00eancia FAPESP \u2013 Pesquisadores da Escola Polit\u00e9cnica da Universidade de S\u00e3o Paulo (Poli-USP) e da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas (FEC-Unicamp) desenvolveram novos modelos matem\u00e1ticos e computacionais voltados a otimizar a gest\u00e3o e a opera\u00e7\u00e3o de sistemas complexos de suprimento h\u00eddrico e de energia el\u00e9trica<\/em><\/strong>, como os existentes no Brasil.<\/p>\n

Os modelos, que come\u00e7aram a ser desenvolvidos no in\u00edcio dos anos 2000, foram aprimorados por meio do Projeto Tem\u00e1tico , realizado com apoio da FAPESP.<\/p>\n

\u201cA ideia \u00e9 que os modelos matem\u00e1ticos e computacionais que desenvolvemos possam auxiliar os gestores dos sistemas de distribui\u00e7\u00e3o e abastecimento de \u00e1gua e energia el\u00e9trica na tomada de decis\u00f5es que t\u00eam enormes impactos sociais e econ\u00f4micos, como a de decretar racionamento\u201d, disse Paulo S\u00e9rgio Franco Barbosa, professor da FEC-Unicamp e coordenador do projeto, \u00e0Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

De acordo com Barbosa, muitas das tecnologias utilizadas hoje nos setores h\u00eddrico e energ\u00e9tico no Brasil para gerir a oferta e a demanda e os riscos de desabastecimento de \u00e1gua e energia em situa\u00e7\u00f5es de eventos clim\u00e1ticos extremos, como estiagem severa, foram desenvolvidas na d\u00e9cada de 1970, quando as cidades brasileiras eram menores e o pa\u00eds n\u00e3o dispunha de um sistema h\u00eddrico e hidroenerg\u00e9tico t\u00e3o complexo como o atual.<\/p>\n

Por essas raz\u00f5es, segundo ele, esses sistemas de gest\u00e3o apresentam falhas como n\u00e3o levar em conta a conex\u00e3o entre as diferentes bacias e n\u00e3o estimar a ocorr\u00eancia de eventos clim\u00e1ticos mais extremos do que os que j\u00e1 aconteceram no passado ao planejar a opera\u00e7\u00e3o de um sistema de reservat\u00f3rios e distribui\u00e7\u00e3o de \u00e1gua.<\/p>\n

\u201cHouve falha no dimensionamento da capacidade de abastecimento de \u00e1gua do reservat\u00f3rio Cantareira, por exemplo, porque n\u00e3o se imaginou que aconteceria uma seca pior do que a que atingiu a bacia em 1953 [ considerado o ano mais seco da hist\u00f3ria do reservat\u00f3rio antes de 2014\u201d, afirmou Barbosa.<\/p>\n

A fim de aprimorar esses sistemas de gest\u00e3o de risco existentes hoje, os pesquisadores desenvolveram novos modelos matem\u00e1ticos e computacionais que simulam a opera\u00e7\u00e3o de um sistema de suprimento h\u00eddrico ou de energia de forma integrada e em diferentes cen\u00e1rios de aumento de oferta e demanda de \u00e1gua.<\/p>\n

\u201cPor meio de algumas t\u00e9cnicas estat\u00edsticas e computacionais, os modelos que desenvolvemos s\u00e3o capazes de fazer simula\u00e7\u00f5es melhores e proteger mais um sistema de suprimento h\u00eddrico ou de energia el\u00e9trica contra riscos clim\u00e1ticos\u201d, disse Barbosa.<\/p>\n

Sisagua<\/p>\n

Um dos modelos desenvolvidos pelos pesquisadores em colabora\u00e7\u00e3o com colegas da University of California em Los Angeles, nos Estados Unidos, \u00e9 a plataforma de modelagem de otimiza\u00e7\u00e3o e simula\u00e7\u00e3o de sistemas de suprimento h\u00eddrico Sisagua.<\/p>\n

A plataforma computacional integra e representa todas as fontes de abastecimento de um sistema de reservat\u00f3rios e distribui\u00e7\u00e3o de \u00e1gua de cidades de grande porte, como S\u00e3o Paulo, incluindo os reservat\u00f3rios, canais, dutos, esta\u00e7\u00f5es de tratamento e de bombeamento.<\/p>\n

\u201cO Sisagua possibilita planejar a opera\u00e7\u00e3o, estudar a capacidade de suprimento e avaliar alternativas de expans\u00e3o ou de diminui\u00e7\u00e3o do fornecimento de um sistema de abastecimento de \u00e1gua de forma integrada\u201d, apontou Barbosa.<\/p>\n

Um dos diferenciais do modelo computacional, segundo o pesquisador, \u00e9 estabelecer regras de racionamento de um sistema de reservat\u00f3rios e distribui\u00e7\u00e3o de \u00e1gua de grande porte em per\u00edodos de seca, como o que S\u00e3o Paulo passou em 2014, de modo a minimizar os danos \u00e0 popula\u00e7\u00e3o e \u00e0 economia causados por um eventual racionamento.<\/p>\n

Quando um dos reservat\u00f3rios do sistema atinge um volume abaixo dos n\u00edveis normais e pr\u00f3ximo do volume m\u00ednimo de opera\u00e7\u00e3o, o modelo computacional indica um primeiro est\u00e1gio de racionamento, reduzindo a oferta da \u00e1gua armazenada em 10%, por exemplo.<\/p>\n

Se a crise de abastecimento do reservat\u00f3rio prolongar, o modelo matem\u00e1tico indica alternativas para minimizar a intensidade do racionamento distribuindo o corte de \u00e1gua de forma mais uniforme ao longo do per\u00edodo de escassez de \u00e1gua e entre os outros reservat\u00f3rios do sistema.<\/p>\n

\u201cO Sisagua possui uma intelig\u00eancia computacional que indica onde e quando cortar o fornecimento de \u00e1gua de um sistema de abastecimento h\u00eddrico, de modo a minimizar os danos no sistema e para a popula\u00e7\u00e3o e a economia de uma cidade\u201d, afirmou Barbosa.<\/p>\n

Sistema Cantareira<\/p>\n

Os pesquisadores aplicaram o Sisagua para simular a opera\u00e7\u00e3o e a gest\u00e3o do sistema de distribui\u00e7\u00e3o de \u00e1gua da regi\u00e3o metropolitana de S\u00e3o Paulo, que abastece cerca de 18 milh\u00f5es de pessoas e \u00e9 considerado um dos maiores do mundo, com vaz\u00e3o m\u00e9dia de 67 metros c\u00fabicos por segundo (m\u00b3\/s).<\/p>\n

O sistema de distribui\u00e7\u00e3o de \u00e1gua paulista \u00e9 composto por oito subsistemas de abastecimento, sendo o maior deles o Cantareira, que fornece \u00e1gua para 5,3 milh\u00f5es de pessoas, com vaz\u00e3o m\u00e9dia de 33 m\u00b3\/s.<\/p>\n

A fim de avaliar a capacidade de suprimento do Cantareira em um cen\u00e1rio de escassez de \u00e1gua e, ao mesmo tempo, de aumento da demanda pelo recurso natural, os pesquisadores realizaram uma simula\u00e7\u00e3o de planejamento do uso do subsistema em um per\u00edodo de dez anos utilizando o Sisagua.<\/p>\n

Para isso, eles usaram dados de vaz\u00f5es afluentes (de entrada de \u00e1gua) do Cantareira entre 1950 e 1960, fornecidos pela Companhia de Saneamento B\u00e1sico do Estado de S\u00e3o Paulo (Sabesp).<\/p>\n

\u201cEssa per\u00edodo de tempo foi escolhido como base para as proje\u00e7\u00f5es do Sisagua porque registrou secas severas, quando as aflu\u00eancias ficaram significativamente abaixo das m\u00e9dias por quatro anos seguidos, entre 1952 e 1956\u201d, explicou Barbosa.<\/p>\n

A partir dos dados de vaz\u00e3o afluente desse s\u00e9rie hist\u00f3rica, o modelo matem\u00e1tico e computacional analisou cen\u00e1rios com demanda vari\u00e1vel de \u00e1gua do Cantareira entre 30 e 40 m\u00b3\/s.<\/p>\n

Algumas das constata\u00e7\u00f5es do modelo foram que o Cantareira \u00e9 capaz de atender uma demanda de at\u00e9 34 m\u00b3\/s em um cen\u00e1rio de escassez de \u00e1gua como ocorreu entre 1950 a 1960 com um risco insignificante de desabastecimento. Acima desse valor a escassez e, consequentemente, o risco de racionamento de \u00e1gua no reservat\u00f3rio aumenta exponencialmente.<\/p>\n

Para que o Cantareira possa atender uma demanda de 38 m\u00b3\/s em um per\u00edodo de escassez de \u00e1gua, o modelo indicou que seria preciso come\u00e7ar a racionar a \u00e1gua do reservat\u00f3rio 40 meses (3 anos e 4 meses) antes que o n\u00edvel da bacia atingisse o ponto cr\u00edtico, abaixo do volume normal e pr\u00f3ximo do limite m\u00ednimo de opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Dessa forma, seria poss\u00edvel atender entre 85% e 90% da demanda de \u00e1gua do reservat\u00f3rio no per\u00edodo de seca at\u00e9 que ele recuperasse seu volume ideal, evitando um racionamento mais grave do que aconteceria caso fosse mantido o n\u00edvel pleno de abastecimento do reservat\u00f3rio.<\/p>\n

\u201cQuanto antes for feito o racionamento de \u00e1gua de um sistema de abastecimento h\u00eddrico melhor o preju\u00edzo \u00e9 distribu\u00eddo ao longo do tempo\u201d, disse Barbosa. \u201cA popula\u00e7\u00e3o pode se preparar melhor para um racionamento de 15% de \u00e1gua durante um per\u00edodo de dois anos, por exemplo, do que um corte de 40% em apenas dois meses\u201d, comparou.<\/p>\n

Sistemas integrados<\/p>\n

Em outro estudo, os pesquisadores usaram o Sisagua para avaliar a capacidade de os subsistemas Cantareira, Guarapiranga, Alto Tiet\u00ea e Alto Cotia atenderem as atuais demandas de \u00e1gua em um cen\u00e1rio de escassez do recurso natural.<\/p>\n

Para isso, eles tamb\u00e9m utilizaram dados de vaz\u00f5es afluentes dos quatro subsistemas no per\u00edodo de 1950 a 1960.<\/p>\n

Os resultados das an\u00e1lises feitas pelo m\u00e9todo matem\u00e1tico e computacional indicaram que o subsistema de Cotia atingiu um limite cr\u00edtico de racionamento diversas vezes durante o per\u00edodo simulado de dez anos.<\/p>\n

Em contrapartida, o subsistema Alto Tiet\u00ea ficou com volume de \u00e1gua acima de sua meta frequentemente.<\/p>\n

Com base nessas contata\u00e7\u00f5es, os pesquisadores sugerem novas interliga\u00e7\u00f5es para transfer\u00eancia entre esses quatro subsistemas de abastecimento.<\/p>\n

Parte da demanda de \u00e1gua do subsistema de Cotia poderia ser fornecida pelos subsistemas de Guarapiranga e Cantareira. Por outro lado, esses dois subsistemas tamb\u00e9m poderiam receber \u00e1gua do subsistema Alto Tiet\u00ea, indicaram as proje\u00e7\u00f5es do Sisagua.<\/p>\n

\u201cA transfer\u00eancia de \u00e1gua entre os subsistemas proporcionaria maior flexibilidade e resultaria em uma melhor distribui\u00e7\u00e3o, efici\u00eancia e confiabilidade do sistema de abastecimento h\u00eddrico da regi\u00e3o metropolitana de S\u00e3o Paulo\u201d, avaliou Barbosa.<\/p>\n

De acordo com o pesquisador, as proje\u00e7\u00f5es feitas pelo Sisagua tamb\u00e9m indicaram a necessidade de investimentos em novas fontes de abastecimento de \u00e1gua para a regi\u00e3o metropolitana de S\u00e3o Paulo.<\/p>\n

Segundo ele, as principais bacias que abastecem S\u00e3o Paulo sofrem de problemas como a concentra\u00e7\u00e3o urbana.<\/p>\n

Em torno da bacia do Alto Tiet\u00ea, por exemplo, que ocupa apenas 2,7% do territ\u00f3ria paulista, est\u00e1 concentrada quase 50% da popula\u00e7\u00e3o do Estado de S\u00e3o Paulo, superando em cinco vezes a densidade demogr\u00e1fica de pa\u00edses como Jap\u00e3o, Cor\u00e9ia e Holanda.<\/p>\n

J\u00e1 as bacias de Piracicaba, Para\u00edba do Sul, Sorocaba e Baixada Santista \u2013 que representam 20% da \u00e1rea de S\u00e3o Paulo \u2013 concentram 73% da popula\u00e7\u00e3o paulista, com densidade demogr\u00e1fica superior ao de pa\u00edses como Jap\u00e3o, Holanda e Reino Unido, apontam os pesquisadores.<\/p>\n

\u201cSer\u00e1 inevit\u00e1vel pensar em outras fontes de abastecimento de \u00e1gua para a regi\u00e3o metropolitana de S\u00e3o Paulo, como o sistema Juqui\u00e1, no interior do estado, que tem \u00e1gua de excelente quantidade e em grandes volumes\u201d, disse Barbosa.<\/p>\n

\u201cEm raz\u00e3o da dist\u00e2ncia, essa obra ser\u00e1 cara e tem sido postergada. Mas, agora, n\u00e3o d\u00e1 mais para adi\u00e1-la\u201d, afirmou.<\/p>\n

Al\u00e9m de S\u00e3o Paulo, o Sisagua tamb\u00e9m foi utilizado para modelar os sistemas de suprimento h\u00eddrico de Los Angeles, nos Estados Unidos, e Taiwan.<\/p>\n

O artigo \u201cPlanning and operation of large-scale water distribution systems with preemptive priorities\u201d, (doi: 10.1061\/(ASCE)0733-9496(2008)134:3(247)), de Barros e outros, pode ser lido por assinantes do Journal of Water Resources Planning and Managementem .<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Elton Alisson | Ag\u00eancia FAPESP \u2013 Pesquisadores da Escola Polit\u00e9cnica da Universidade de S\u00e3o Paulo (Poli-USP) e da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas (FEC-Unicamp) desenvolveram novos modelos matem\u00e1ticos e computacionais voltados a otimizar a gest\u00e3o e a opera\u00e7\u00e3o de sistemas complexos de suprimento h\u00eddrico e de energia el\u00e9trica, […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":34905,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"tdm_status":"","tdm_grid_status":"","footnotes":""},"categories":[22],"tags":[],"class_list":{"0":"post-85300","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-brasil"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/85300","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=85300"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/85300\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/media\/34905"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=85300"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=85300"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/migracao.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=85300"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}