21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
XI-013 – HIDROINFORMÁTICA EM SANEAMENTO BÁSICO
Robson Sarmento(1)
Engenheiro Civil pela Escola Politécnica da UFES (1969). Master of Science COPPE/RJ
FOTO
(1971). Doctor of Philosophy Manchester University, Inglaterra (1979). Professor Adjunto
4 do Departamento de Hidráulica e Saneamento e do Programa de Mestrado em
NÃO
Engenharia Ambiental, ambos do Centro Tecnológico da UFES.
DISPONÍVEL
Leila Celin do Nascimento(2)
Engenheira Civil pela Universidade Federal do Espírito Santo e mestranda do curso de
mestrado de meio ambiente da Universidade Federal do Espírito Santo.
Leonardo Ribeiro da Costa(3)
Graduando em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Espírito Santo.
Marisleide Garcia de Souza(4)
Graduanda em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Espírito Santo.
Helder Knidel(5)
Graduando em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Espírito Santo.
Maria Cândida Ramos Donatelli(6)
Engenheira civil pela Universidade Federal do Espírito Santo e mestranda do curso de Mestrado de Meio
Ambiente da Universidade Federal do Espírito Santo.
Endereço(1): Rua Eurico Aguiar, 61, apto 801 - Praia do Canto – Vitória -ES - CEP: 29055-280 - Brasil
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RESUMO
O projeto PROIN (Projeto de Integração entre a graduação e a pós graduação) - CAPES - Laboratório de
Hidroinformática – Hidroinfo, do Centro Tecnológico da UFES, tem desenvolvido software amigáveis
através de sistemas inteligentes, para solução de problemas de hidráulica, hidrologia e engenharia ambiental.
São produzidos software não sofisticados para soluções dos problemas usuais, de maneira eficaz e simples, a
serem disponibilizados para entidades públicas e privadas, para utilização inclusive, de usuário não
especializado.
O trabalho apresenta três software amigáveis desenvolvidos que foram denominados TUBCAN para
dimensionamento de tubulações em condutos forçados e livres, BUEIRO para dimensionamento de
BUEIROs tubulares e celulares e o SIGETE para a gestão ambiental de estação de tratamento de esgoto
constituída de lagoas de estabilização. São aplicadas diversas fórmulas empíricas, equações da hidráulica e
análises para adequação às normas locais e viabilidade econômica de projeto nos software TUBCAN e
BUEIRO. O SIGETE foi desenvolvido considerando os itens indispensáveis para a avaliação do desempenho
da ETE e a implantação de um sistema de gestão ambiental de forma racional, baseado nas orientações da
ISO 14001. Em função da pontuação total obtida, e da lista das ações decorrente da avaliação subjetiva, são
estabelecidos os procedimentos de intervenção ou não na ETE, com emissão de relatórios.
PALAVRAS-CHAVE: Software, Condutos, bueiros, Gestão Ambiental, Lagoas de Estabilização.
INTRODUÇÃO
O Brasil faz pouco uso da modelagem computacional e de produção de software através dos sistemas
inteligentes. Tal fato, sem dúvida coloca o país, nessa matéria, numa posição de atraso em relação à outros
países atuantes causando também um impacto negativo no desenvolvimento da Engenharia Civil brasileira.
Há de se destacar que os software amigáveis disponíveis em outros países raramente são aplicáveis à
realidade brasileira uma vez que não são desenvolvidos segundo as normas da ABNT (Associação Brasileira
de Normas Técnicas), além do que, não são feitos em língua portuguesa, o que os torna de difícil uso.
Ressalta-se também que há pouco ganho tecnológico e científico para a nação com o uso de software
importados.
ABES – Trabalhos Técnicos
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21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
O projeto é parte integrante do PROIN (Projeto de Integração entre a graduação e a pós graduação) - CAPES
- Laboratório de Hidroinformática – Hidroinfo.
O projeto Hidroinformática diz respeito ao desenvolvimento e a aplicação da modelagem computacional aos
problemas de hidráulica, hidrologia e engenharia ambiental e, possui como filosofia a resolução dos
problemas usuais de maneira eficaz e simples, evitando o desenvolvimento de software sofisticados que
requer usuário especializado para utilizá-los.
Foram desenvolvidos três software amigáveis chamados TUBCAN para dimensionamento de tubulações em
condutos forçados e livres, BUEIRO para dimensionamento de bueiros tubulares e celulares e o SIGETE
para a gestão ambiental de estação de tratamento de esgoto constituída de lagoas de estabilização.
Os software desenvolvidos neste projeto são de fácil aplicabilidade aos problemas propostos. São aplicadas
diversas fórmulas empíricas, equações da hidráulica e análises com qualidade e adequação às normas locais.
OBJETIVOS
O projeto visa disponibilizar software amigáveis, desenvolvidos em linguagem Visual Basic segundo a
realidade, normas e peculiaridades brasileira para as entidades públicas e privadas.
O TUBCAN resolve problemas de engenharia hidráulica, destinado ao cálculo de tubulações em condutos
forçados e livres, possibilitando ao engenheiro civil e demais interessados realizarem análises rápidas e
seguras em sistemas de canalizações verificando o dimensionamento, a qualidade, o tipo de material a ser
utilizado, as disposições construtivas e a viabilidade do emprego do tubo.
O BUEIRO também resolve problemas de engenharia hidráulica com o dimensionamento e análise de
bueiros tubulares e celulares, possibilitando ao Engenheiro Civil e demais interessados realizarem análises
rápidas e seguras em sistemas de drenagem, verificando a qualidade, o tipo de material a ser utilizado, as
disposições construtivas e a viabilidade técnica e econômica do projeto do bueiro.
O SIGETE é um software desenvolvido para informatizar a gestão ambiental de uma ETE constituída de
Sistema de Lagoa de Estabilização. O gerente da ETE poderá identificar os problemas potenciais da mesma e
promover as ações preventivamente, através das avaliações previstas nos software.
METODOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
Sendo o TUBCAN um software desenvolvido com a finalidade de dimensionamento de condutos com
análises críticas dos tipos de escoamento, foram realizados estudos aplicando fórmulas impíricas para
resolução de cada tipo de seção de um canal ou tubo, possibilitando ao usuário uma melhor orientação para a
escolha da equação a ser utilizada. Baseado nos princípios de escoamento, princípios de energia e nas
equações de acordo com a geometria dos canais, utilizou-se as equações conhecidas da hidráulica como a
de Manning, Hazzen-Willians, Kutter (Chézy) e Darcy-Weisbach (Colebrook-White). O programa analisa e
dimensiona condutos com as seções transversais do tipo circular, canal Retangular, canal triangular, canal
trapezoidal e tubos sob pressão. Desta maneira, o software TUBCAN foi desenvolvido para os diversos
métodos de dimensionamento de tubos e canais.
O BUEIRO é um software destinado ao dimensionamento e à análise de bueiros tubulares e celulares,
possibilitando ao Engenheiro Civil e demais interessados realizarem análises rápidas e seguras em sistemas
de drenagem, verificando a qualidade, o tipo de material a ser utilizado, as disposições construtivas e a
viabilidade do emprego do bueiro.
Para tanto foram utilizadas fórmulas hidráulicas que necessitavam ser modificadas matematicamente
dependendo do parâmetro que seria calculado e do tipo de seção que o conduto apresentava. Pode-se
projetar o transpasse de um canal com um único tubo ou com até seis tubos, desta maneira o software oferece
maiores possibilidades de resolução do problema.
Foram utilizadas a equação racional para o cálculo da vazão do projeto e a equação da continuidade para os
cálculos das condições de escoamento do fluido, como vazão, velocidade e profundidade. A área da bacia não
deve ultrapassar a 2Km2 .
A hidráulica do bueiro é realizada por equações empíricas.
O TUBCAN auxiliou no desenvolvimento do software BUEIRO, no cálculo das perdas ao longo do tubo, na
inclinação do bueiro e no cálculo de vazão.
O SIGETE foi desenvolvido considerando os itens indispensáveis para a avaliação do desempenho da ETE e
a implantação de um sistema de gestão ambiental de forma racional, baseado nas orientações da ISO 14001.
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ABES – Trabalhos Técnicos
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Através de perguntas e conseqüente respostas pelo responsável pela avaliação é realizado um diagnóstico da
ETE. São analisados os itens:
1. Caracterização da ETE (informações gerais, licenciamentos, documentações, parâmetros do projeto,
caracterização do sistema, situação financeira);
2. Caracterização da região (situação geográfica, ventos, temperatura);
3. Vazão afluente e efluente;
4. Qualidade do afluente (DBO, DQO, pH, Temperatura, SST, N-NH3; N-total; N- Orgânico, Fósforo Total,
Cloretos, Alcalinidade, Óleos e Graxas e Coliforme Fecal), e do efluente ( todos citados para afluente
acrescidos OD, Cloro Residual, Ovos de helmintos);
5. Desinfecção;
6. Gestão do lodo;
7. Controle de odor;
8. Toxicidade;
9. Avaliação hidráulica;
10. Operação e manutenção;
11. Projetos futuros;
12. Avaliação subjetiva ( relação com a comunidade, situação dos funcionários, treinamentos).
Os itens 1,2, 10, 11 e 12 , acima, apresentam uma avaliação subjetiva de cada situação, propondo as
respectivas ações de correções a serem implantadas ou medidas mitigadoras conforme o caso.
Para os demais itens, foram elaboradas avaliações com resultados pontuados. Para as análises qualitativas e
quantitativas do afluente foram realizadas as comparações com os valores estabelecidos nos projetos, para o
efluente, tomou-se por base os valores previstos no licenciamento da ETE, e na falta destes, os valores
previstos nas Resoluções CONAMA e bibliografia atual disponível.
Em função da pontuação total obtida, e da lista das ações decorrente da avaliação subjetiva, foram
estabelecidos os procedimentos de intervenção ou não na ETE ao final do software, com emissão de
relatórios.
METODOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTO COMPUTACIONAL
Considerando os resultados no desenvolvimento do software TUBCAN, cujas principais características foram
cálculos precisos, eficientes e de apresentação amigável com o usuário, optou-se por manter a linguagem de
programação utilizada anteriormente (Borland Delphi 3.0) para o desenvolvimento do software BUEIRO.
Porém, no desenvolvimento do BUEIRO, foram estudados novos conceitos da linguagem, como exemplo
programação orientada à objetos, possibilitando assim um melhor desempenho no desenvolvimento de
futuros software. Nessa etapa também foi estudado o software Robohelp, que auxiliou a confecção da ajuda
on-line para o software TUBCAN, transformando dessa forma o aprendizado, na utilização do software, mais
dinâmico.
As telas e rotinas do SIGETE foram desenvolvidas em Visual Basic 6, da Microsoft®, após um estudo, da
análise deste sistema, através do uso da técnica de diagramas de blocos para tais rotinas.
CONCLUSÕES
O presente trabalho apresenta um conjunto de software amigáveis para uso no dimensionamento de canais,
tubulações e gestão de estações de tratamento de esgotos, ou sejam o TUBCAN, BUEIRO e SIGETE. As
validações foram feitas utilizando-se problemas de engenharia disponíveis na literatura. Os resultados obtidos
foram compatíveis com aqueles da literatura utilizada.
Torna-se expressiva a importância do projeto Hidroinformática visto que já estão no mercado os software
TUBCAN, BUEIRO e SIGETE viabilizando a resolução de problemas da engenharia hidráulica e sanitária
de maneira eficiente. Portanto, o projeto Hidroinformática tende a prosseguir com o desenvolvimento de
outros software com o propósito de otimizar tempo na resolução dos problemas de engenharia.
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ABES – Trabalhos Técnicos
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AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a PRPPG-UFES e ao PIBIC/CNPq pela oportunidade de desenvolvimento dos
trabalhos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ABES – Trabalhos Técnicos