Uso de técnicas de geoprocessamento na otimização do traçado de sistemas adutores de abastecimento de água com a utilização de base de dados de alta definição

Muitos municípios brasileiros, como os localizados na região da bacia hidrográfica do rio Pajeú, Estado de Pernambuco, estão enfrentando aumentos populacionais, e uma consequência disso é uma pressão maior sobre os recursos hídricos dessas cidades. No que concerne essa demanda, como destacam Amaral, Cirilo e Neto (2020), uma das preocupações mais prementes é a disponibilidade de água potável, já que muitas dessas cidades dependem fortemente de reservas de água que estão se esgotando de forma acelerada.

As estratégias para atender essa crescente demanda urbana por água passam pelos sistemas de abastecimento. O dimensionamento, a implantação do projeto, a operação e a manutenção de um sistema de abastecimento de água envolvem custos bastante elevados, impactos ambientais, sociais e econômicos, e necessitam de análises hidrológica, hidráulica e operacional consistentes. Isso significa que as unidades que compõem esses sistemas devem ser cuidadosamente dimensionadas de maneira que os custos delas sejam otimizados.

Entre as unidades de um sistema de abastecimento de água, dependendo do seu porte, a adução é uma das que representam maior custo de implantação, sendo que as principais variáveis que mais influenciam no custo de uma adutora são: a tubulação, que depende do diâmetro e do seu material; a escavação para sua implantação, que depende principalmente do tipo de solo; e a extensão dos tubos que depende fundamentalmente do traçado adotado para a adutora.

Considerando as alternativas de processo de seleção de rotas, o trabalho aqui apresentado discute um modelo de otimização multicritério baseado em Sistemas de Informações Geográficas (SIGs), que tem por finalidade a determinação dos locais com maior potencial para locação do traçado de adutoras por meio da utilização de variáveis de custo, bem como do melhor caminho para esse traçado. Em decorrência disso, foi possível simular rotas de custo mínimo para o traçado de adutoras, considerando critérios relacionados com: as declividades e as altitudes da área, as distâncias de rios e áreas alagadas e a proximidade de rodovias.

A análise leva em consideração o peso de cada critério no modelo. Para minimizar a subjetividade na escolha dos valores desses pesos, os pesquisadores buscaram a opinião de especialistas com relação aos critérios analisados. O método Análise Hierárquica de Pesos (AHP) foi utilizado para a ponderação dos critérios. Para aplicação da metodologia, utilizou-se como área de estudo um trecho da Adutora do Pajeú no Estado de Pernambuco e uma base de dados de alta definição do Programa Pernambuco Tridimensional (Programa PE3D) obtida por meio da tecnologia LiDAR (Light Detection and Ranging), além da base de dados Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)/TOPODATA.

Os procedimentos que permitiram construir o modelo de otimização multicritério correspondem aos seguintes passos: desenvolvimento de uma base de dados em SIG, que integra dados vetoriais e dados raster; tratamento de dados; obtenção dos planos de informação (variáveis); padronização e ponderação dos planos de informação; aplicação da ferramenta Sobreposição Ponderada; seleção dos locais com maior aptidão para a locação do traçado de adutoras; e determinação do melhor caminho para a locação do traçado de adutoras.

As análises da pesquisa, em relação à seleção dos locais com potencial para locação do traçado da adutora, mostraram que a metodologia utilizada se apresenta como alternativa à padronização e à ponderação dos planos de informações (variáveis espaciais) utilizados. Esse procedimento proporciona o tratamento estatístico da opinião de vários especialistas com relação aos critérios estabelecidos, auxilia na minimização de avaliações tendenciosas e permite a análise de critérios que se utilizam de múltiplas grandezas.

Não obstante, a metodologia pode ser utilizada no desenvolvimento de projetos de adutoras em outras regiões, desde que dados e informações estejam disponíveis. Os autores observam que o método AHP apresenta-se como uma alternativa viável para a ponderação de múltiplos critérios. O uso do modelo de otimização na determinação do melhor caminho para locação do traçado da adutora que, em outras palavras, significou a determinação de uma rota para implantação da tubulação, sugere que a utilização de SIG e técnicas de otimização pode auxiliar o processo de tomada de decisão gerencial.

Há que se considerar o peso da restrição decorrente do uso da faixa de domínio das estradas, que acaba sendo determinante para a solução. As diferenças seriam mais acentuadas se não existissem as estradas no percurso. Sob o ponto de vista de qualidade da solução, o traçado da solução que utiliza a tecnologia LiDAR é mais fidedigno à realidade de campo. Caso fosse um projeto a ser desenvolvido, a solução seria de grande valia pela riqueza dos detalhes, para definir todos os quantitativos para definição da obra.

Por fim, os autores salientam a necessidade do desenvolvimento de aplicações que incluam outros critérios de tomada de decisão para a determinar o traçado de adutoras, como tipo de solo, visto que o custo com a escavação tem elevado peso na composição do custo total da obra. Outra sugestão seria o aperfeiçoamento do critério que melhor representa o consumo de energia com bombeamento. Embora tenha havido bastante coerência entre os traçados obtidos com as condições do relevo e mesmo com as soluções definidas nos projetos de engenharia, é importante desenvolver análise de sensibilidade quanto aos valores dos pesos utilizados, visto que sempre existe o componente de subjetividade.