Minimização de impactos em Sistemas de Abastecimento de Água sob situações emergenciais com o auxílio de modelagem hidráulica: estudo de caso em Itajaí/SC.

Abstract

Sistemas de abastecimento de água estão sujeitos a situações emergenciais que podem afetar negativamente o fornecimento desse bem à população. Assim, esse trabalho teve como objetivo avaliar o impacto em um sistema de abastecimento de água sob situações emergenciais visando a proposição de estratégias para reduzir a sua vulnerabilidade, tendo como estudo de caso o sistema da cidade de Itajaí/SC. O trabalho teve como foco o conjunto de adutoras da macrodistribuição do sistema de abastecimento de água. Os riscos sob os quais cada trecho de adutora se encontra foram caracterizados. Após, as situações emergenciais foram classificadas por prioridade por meio do método multicritério de tomada de decisão Analytic Hierarchy Process (AHP). Definidas as condições de contorno, as situações emergenciais com prioridade alta foram simuladas no software WaterCAD®. Para minimizar a vulnerabilidade do sistema foram criados diferentes cenários com a proposição de alterações no sistema de abastecimento de água de Itajaí/SC. As estratégias utilizadas para a minimização dos impactos foram: ajuste nos controles operacionais de reservatórios e estações de recalque; realização de manobras operacionais entre setores e adutoras; antecipação da implantação de trechos de adutoras projetadas para etapas posteriores do projeto de adequação do sistema; e implantação de novos pequenos trechos de adutoras. Os cenários foram simulados sob as mesmas situações emergenciais, porém com diferentes estratégias de intervenção aplicadas, de maneira a quantificar e comparar os resultados com e sem alternativas emergenciais. A intervenção emergencial foi considerada eficaz quando garantiu, em pressão adequada, o acesso intermediário à água para a população afetada, igual a 50 L/hab./dia (OMS, 2017). Os resultados mostraram que o rompimento dos trechos das adutoras causou interrupção total do abastecimento dos setores a jusante em cinco dos 09 trechos rompidos. Foram analisadas 20 alternativas emergenciais para o rompimento desses 09 trechos, sendo 17 consideradas eficazes. Em apenas 01 trecho não foi identificada alternativa eficaz para minimizar os impactos causados à nível aceitável. Assim, de maneira geral, as estratégias emergenciais propostas foram eficazes para minimizar a vulnerabilidade do sistema de abastecimento de água de Itajaí.

Water supply systems are subject to emergency situations that can negatively affect the provision of this resource to the population. Thus, the purpose of this work was to evaluate the impact of emergency situations on a water supply system. The study aimed to propose strategies to reduce the water supply system’s vulnerability, and used as case study the Itajaí’s water supply system, in Brazil. This work focused on the group of main pipelines of the system’s macrodistribution. Initially, the risks associated with each section of pipeline were characterized. Later, emergency situations were classified by priority using the Analytic Hierarchy Process, a multicriteria decision-making method. Once the model inputs were defined, the emergency situations with high priority were simulated in the WaterCAD® software. In order to minimize the system’s vulnerability, different scenarios were created with the proposal of changes in the Itajaí’s water supply system. The strategies used to minimize the impacts were: adjustment in the operational controls of tanks and pump stations; operational maneuvers execution between zones and pipelines; anticipation of the pipelines sections implementation that were designed for later stages in the system adequacy project; and implementation of new small sections of pipelines. The scenarios were simulated under the same emergency conditions, but with different intervention strategies applied, in order to quantify and compare the results with and without the emergency strategies. The emergency strategy was considered effective when it guaranteed, with adequate pressure, intermediate access to water to the affected population, equal to 50 L/person/day. The results showed that the disruption of the pipeline sections caused total interruption of water supply to the downstream zones in five out of nine broken sections. Twenty emergency alternatives were analyzed as a way to minimize the impacts of the nine broken sections. Out of them, 17 alternatives were considered effective. In just one section it was not identified an effective alternative able to minimize the impacts caused in an acceptable level. Thus, in general, the emergency strategies considered were effective in minimizing the vulnerability of the Itajaí’s water supply system.