A segurança de barragens é um tema de grande interesse não apenas para os responsáveis por esses empreendimentos, mas também para o poder público e a sociedade em geral.
Isso porque, dependendo do porte das estruturas, acidentes ou incidentes envolvendo uma barragem pode trazer graves prejuízos humanos, econômicos e ambientais para a área em seu entorno.
Por isso, o monitoramento das estruturas e equipamentos, a reavaliação de barragens e vertedouros mais antigos, bem como a análise dos impactos ambientais e dos efeitos do envelhecimento nessas instalações, devem ser reforçadas por seus proprietários.
É o que diz a Lei nº 12.334, de 20 de setembro de 2010, que estabeleceu a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e criou o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB).
Em outubro de 2020, a PNSB foi atualizada pela Lei nº 14.066, que trouxe uma série de obrigações extras para os empreendedores relativas à segurança.
Diante da complexidade das ações que envolvem a segurança de barragens e da necessidade de manter-se atualizado quanto às normas legais, é fundamental contar com ferramentas tecnológicas capazes de otimizar essas tarefas.
Neste artigo você vai conhecer uma solução desenvolvida para auxiliar o empreendedor a cumprir todas as exigências da PNSB com precisão e eficiência, melhorando as condições de segurança da barragem e reduzindo seus custos operacionais.
Sistema integrado para segurança de barragens
A Fractal, empresa catarinense especializada em soluções de engenharia para a gestão de recursos hídricos, desenvolveu um sistema inteligente para o gerenciamento da segurança em barragens e previsão de eventos hidrológicos.
Seu Sistema Integrado de Gestão e Gerenciamento de Ativos (SIG²A) utiliza recursos de inteligência artificial (machine learning) e big data para combinar os dados de:
- fontes meteorológicas diversas;
- estações que medem o volume de chuvas e o nível dos rios;
- sensores de acompanhamento das usinas.
Cruzando essas informações o sistema é capaz de prever a vazão de bacias hidrográficas, contribuindo para a tomada de decisão na prevenção de inundações, estiagens e outros acidentes críticos relacionados a fenômenos naturais.
Conforme exige a lei, todas as informações de previsão de operação das usinas hidrelétricas são enviadas ao Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) para registrar a produção e gerenciar o risco hidrológico.
Dentro do conceito de smart water management, o sistema aplica técnicas de ciência de dados para processar uma grande quantidade de informações vindas de satélites e estações telemétricas, transformando-as em soluções para planejamento hídrico.
O grande diferencial do SIG²A é integrar em uma única plataforma todas as informações necessárias para garantir a segurança de uma barragem.
O SIG²A conta com plataforma web e aplicativo para celular, e é atualmente composto por três módulos: SPEHC, DAMS e RESOP.
Vamos conhecer melhor cada um deles:
Previsão de eventos hidrológicos críticos
O Sistema de Previsão de Eventos Hidrológicos Críticos (SPEHC) é uma ferramenta que possibilita prever, em tempo real, a vazão e os níveis de água em rios com até 15 dias de antecedência.
Suas previsões são utilizadas para subsidiar a operação de reservatórios, a atuação da defesa civil e o planejamento hídrico, além de contribuir para a precificação da energia.
Conhecendo antecipadamente as condições hídricas, é possível tomar decisões em tempo hábil para reduzir prejuízos e danos causados por eventos hidrológicos críticos.
O SPEHC utiliza dados de hidrometria disponibilizados pela Agência Nacional de Águas (ANA) e informações de modelos de previsão de chuva combinadas com dados dos sistemas NASA/GPM, GFS e de radares meteorológicos.
Usando uma metodologia própria baseada no modelo hidrológico PM-Tank Model, o sistema calibra os resultados de previsão para a área de estudo considerando informações de solo, topografia e séries históricas de chuva e vazão.
Basta inserir a bacia hidrográfica no SPEHC e seu empreendimento passa a contar com uma ferramenta automatizada capaz de prever eventos hidrológicos críticos (cheias e estiagens).
E o melhor: todas as informações podem ser acessadas em uma plataforma web ou em um aplicativo para celular.
Veja aqui um exemplo de como as previsões do SPEHC são visualizadas online.
O sistema é aplicável para os setores de mineração, hidrelétrico, abastecimento de água, hidrovias, indústrias, comércio e gestores públicos.
Operação de reservatório
Além do acesso a informações hidrológicas, o SIG²A conta com um módulo exclusivo para gerenciar o balanço hídrico na operação de reservatórios: o RESOP.
Balanço hídrico é o resultado da quantidade de água que entra e sai de um sistema em um determinado intervalo de tempo.
Na operação de usinas hidrelétricas, este é o método básico adotado na reconstituição da vazão natural afluente aos aproveitamentos hidrelétricos da usina.
Além de revelar os efeitos causados pelo homem sobre o meio natural, a disponibilidade hídrica e a sustentabilidade ambiental, o balanço hídrico é essencial para o gerenciamento da geração de energia, para prever cheias e para orientar o zoneamento de áreas inundáveis.
Com o módulo RESOP, o gestor da barragem tem acesso aos dados do balanço hídrico por meio de um sistema web, intuitivo, prático e totalmente personalizável, permitindo o controle operacional e o envio automático dos relatórios para o ONS.
Nele, é possível acessar o painel de operação de reservatório para fazer o cálculo de balanço hídrico e análises hidráulicas automatizadas, incluindo a visualização de curva hidráulica de estruturas, curva colina, curva cota/volume e curva de geração.
O painel é totalmente customizável. Todas as estruturas que o compõem, bem como seus parâmetros, podem ser adicionadas, removidas e editadas de forma simples e rápida.
O sistema também faz o preenchimento automático da abertura de comportas, cadastrando as manobras na configuração de estruturas e disponibilizando-as imediatamente no painel de operação para seleção.
Se a usina utilizava outro sistema antes de implantar o RESOP, é possível fazer a migração importando facilmente os arquivos com o registro das operações.
O gestor pode ter acesso a um relatório com o resultado dos cálculos de balanço hídrico, em formato PDF e CSV, além de obter insights a partir da análise de gráficos como curvas de geração e eficiência.
Gerenciamento e inspeção operacional
O terceiro módulo que compõe o SIG²A é o sistema de gerenciamento e auscultação de barragens DAMS (Dams Auscultation Management System).
Com ele, a Fractal auxilia os proprietários de usinas hidrelétricas a gerenciar os dados obtidos na inspeção de barragens e em campanhas de auscultação, enviando informações de forma automática para sua plataforma web.
O DAMS funciona como uma plataforma para leitura, interpretação e acompanhamento dos instrumentos de auscultação implantados em barragens.
Seus grande diferencial é que ele pode ser acessado por meio de um aplicativo mobile, além de contar com uma plataforma web para o cadastro de informações e o acompanhamento dos instrumentos de auscultação.
Todas as leituras são armazenadas em um banco de dados organizado, possibilitando ao gestor ter acesso a séries históricas dos instrumentos, cotas e vazões, entre outros dados.
As campanhas de auscultação podem ser agendadas automaticamente e todos os serviços agendados ficam disponíveis para consulta no aplicativo.
A identificação dos instrumentos é otimizada com o uso de QR Codes, reduzindo a possibilidade de erros e facilitando o processo de leitura em campo.
Caso não seja possível ler o QR Code ou se o instrumento não for encontrado, a identificação pode ser feita por lista.
Caso a leitura ultrapassar o limite de atenção do instrumento, um alerta é mostrado ao leiturista automaticamente.
Durante qualquer momento da campanha o DAMS permite visualizar a lista dos instrumentos já auscultados, salientando instrumentos em atenção.
Todas as informações obtidas na auscultação são armazenadas e enviadas para a nuvem, permitindo a visualização imediata pelo gerente da barragem na plataforma SIG2A.
As leituras podem ser feitas offline, sendo sincronizadas mais tarde quando o leiturista tiver acesso a um sinal de internet.
Juntamente ao processo de sincronização, o gestor é informado da finalização da campanha e recebe um email informando as manutenções e ocorrências registradas,
Ao mesmo tempo, é gerado o Relatório de Validação da Campanha, que compara os dados recém lidos com a série histórica de cada instrumento.
Como ter acesso a essa tecnologia?
A Fractal está sediada em Florianópolis e conta com um escritório virtual em São Paulo. Atuamos em todas as regiões do Brasil executando serviços direcionados à gestão sustentável de recursos hídricos.
Se você quer saber mais sobre soluções voltadas à segurança de barragens, fique à vontade para entrar em contato conosco.
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