Antes da enchente: a tecnologia a serviço da resiliência hídrica mundial
- Enquanto o trabalho de recuperação após as enchentes devastadoras de meados de 2021 prossegue na Alemanha, Bélgica e China, agora mais do que nunca é importante que os serviços de abastecimento de água continuem a fortalecer seus sistemas contra tragédias futuras.
- Quando um fenômeno climático raro passa a ocorrer com maior frequência, fica claro que as técnicas tradicionais de gestão de risco não são suficientes.
- Os serviços de abastecimento de água precisam adotar a tecnologia digital para melhorar a gestão da infraestrutura em caso de emergência e criar estações de tratamento mais resilientes no futuro.
As enchentes repentinas ocorridas na China, Alemanha e Bélgica tiveram consequências graves no último verão. Com as operações de recuperação ainda em curso, é natural que a discussão tenha se voltado para o futuro. Como os municípios podem se preparar para as condições extremas que as mudanças climáticas estão ocasionando com frequência alarmante?
Lamia Messari-Becker, professora titular de engenharia civil da Universidade de Siegen, na Alemanha, afirmou à Deutsche Welle em julho de 2021 que discussões vagas sobre a adaptação a possíveis impactos climáticos não são mais suficientes: “Agora é a hora de os engenheiros entrarem em cena. Precisamos de ideias e soluções práticas.”
Felizmente, empresas inovadoras de engenharia e construção do mundo todo já estão trabalhando nisso. Com o auxílio de estratégias digitais de gestão hídrica, essas empresas estão melhorando as operações dos serviços de abastecimento para garantir maior resiliência hídrica e sustentabilidade.
Uma combinação de BIM (Modelagem de Informações da Construção) e tecnologia de nuvem está ajudando a reestruturar estações de tratamento antigas e aprimorar a gestão da infraestrutura hídrica em cidades do mundo todo, do Brasil a Bordeaux. Os recursos existentes estão sendo otimizados, e novas instalações estão sendo construídas levando-se em consideração as condições climáticas extremas e o fortalecimento das medidas relacionadas às águas residuais.
Fluxo contínuo de dados
Na Veolia Water Technologies, uma divisão da gigante da gestão internacional de água, resíduo e energia, Veolia, os desenvolvedores estão trabalhando em novas formas de preparar as cidades para o inevitável. A equipe está aplicando a tecnologia digital, Internet das Coisas (IoT) e análise preditiva para desenvolver técnicas de gestão de resiliência hídrica, como modelagem de inundação, projeto de drenagem sustentável, distribuição de água limpa e otimização de recursos.
A substituição de estações de tratamento de água, tanques, reservatórios e tubulações pode levar anos ou até mesmo décadas. No entanto, as soluções digitais da Veolia estão ajudando os serviços de abastecimento de água a melhorar a gestão de risco da infraestrutura atual, ao mesmo tempo em que planejam as redes hídricas do futuro.
“Quando falamos de enchentes nas grandes cidades, o problema geralmente tem a ver com a capacidade de volume da rede”, explica Elise Le Vaillant, diretora de implantação estratégica da Veolia Water Technologies. “Durante as chuvas torrenciais prolongadas, chega um momento em que a rede fica sobrecarregada. Além da enchente, a água pluvial pode se misturar ao esgoto sem tratamento e transbordar para as ruas, espalhando bactérias e aumentando o risco de doenças e infecções.”
“Eu estava em Copenhagen [Dinamarca] durante a enchente que ocorreu alguns anos atrás”, acrescenta. “Algumas pessoas diziam ‘Precisamos apenas de uma tubulação maior para escoar o excesso de água para fora da cidade’. Também houve quem dissesse que isso só acontecia a cada cem anos e que, portanto, não justificaria uma reestruturação considerável do sistema.”
Le Vaillant reconhece a importância desse tipo de debate em muitas cidades, mas também lembra que existem providências que podem ser tomadas para tornar a infraestrutura atual mais resiliente a inundações e mais sustentável.
“Com as nossas soluções, podemos, por exemplo, usar dados de previsão do tempo para verificar onde as chuvas torrenciais vão se concentrar”, explica Le Vaillant. “Os sensores da rede podem informar se os tanques dessas regiões já estão cheios ou prestes a transbordar. O serviço de abastecimento de água pode usar essas informações e adotar medidas preventivas antes de uma possível enchente.”
Construção de redes hídricas preparadas para o futuro
A Veolia Water Technologies desenvolve soluções próprias para gestão hídrica. Segundo Sifdin Barkaoui, gerente de BIM e ferramentas CAD da Veolia, a empresa usa as tecnologias BIM mais eficientes para produção e gestão de modelos 3D, contando principalmente com soluções Autodesk, como BIM 360, Revit, AutoCAD Plant 3D, Navisworks, Recap e Inventor.
Barkaoui chama atenção para um grande projeto na região de Paris, em que o Revit e o BIM 360 foram utilizados como as principais plataformas de colaboração durante a construção. No fim do projeto, o cliente quis obter um gêmeo digital. A Veolia está, portanto, desenvolvendo uma estrutura de dados openBIM que permite a criação do gêmeo e a transferência eficiente do controle para o cliente após a construção.
O modelo será usado para aprimorar as operações de manutenção, aumentar a segurança dos engenheiros nas estações de tratamento e minimizar os riscos operacionais que poderiam prejudicar o desempenho da estação.
“É um avanço significativo em comparação com os formatos 2D em papel que ainda são usados em algumas estações antigas”, observa Barkaoui. “Por exemplo, o processo BIM permite prever o impacto do fechamento de uma tubulação com alguns cliques, realçando toda a rede em 3D, o que facilita bastante a tomada de decisão.”
BIM e o aumento da resiliência hídrica das estações
A Veolia também está usando o BIM para ajudar os serviços de abastecimento a se preparar para o futuro e projetar novas estações de produção de água potável e de tratamento de águas residuais, que sejam capazes de resistir e se adaptar às mudanças dos padrões climáticos.
“O processo BIM nos dá maior controle sobre a gestão e os dados do projeto”, explica Barkaoui. “Usamos o BIM para fornecer informações à equipe de projeto, selecionar materiais e gerir o trabalho de montagem e construção, em todas as etapas até a aceitação final pelo cliente.”
Quando um projeto é concluído, a Veolia reúne os dados técnicos, geométricos, de construção e de projeto da nova estação de tratamento para criar um gêmeo digital. Esse gêmeo 3D pode, então, ser utilizado para otimizar as operações diárias em resposta às condições atuais e melhorar a gestão de risco.
A Veolia também usa o BIM em seus projetos de reforma e recuperação de infraestruturas hídricas. A empresa usa tecnologias de digitalização 3D para fazer o levantamento da estrutura existente e identificar com precisão as áreas que requerem melhorias.
Maximização da resiliência da infraestrutura atual
A Itália e outros países do Mediterrâneo precisam se preparar para o estresse hídrico, já que as temperaturas mais altas dificultam a previsão das chuvas. O Hubgrade – solução da Veolia para gestão de estações de tratamento – maximiza o volume de água tratada para irrigação, com total reutilização de 60% a 70% na agricultura. Esse é o maior percentual alcançado na Europa.
O software está ajudando a estação de tratamento de águas residuais de Nosedo (WWTP) – a maior de Milão – a otimizar o desempenho do processo diário em tempo real. A solução está mantendo uma reserva de capacidade do tanque, para o caso de condições climáticas extremas, e aumentando o volume de água reutilizada disponível para uso na agricultura. Além disso, está reduzindo o impacto ambiental de Nosedo ao possibilitar uma operação com menos energia e otimizar o consumo de substâncias químicas para alcançar os padrões de qualidade da água.
“Adquirir uma estação de tratamento de águas residuais não é como comprar uma lava-louças ou um celular”, observa Le Vaillant. “O processo exige tempo e muito planejamento, mas está se tornando mais ágil. O volume de informações que podemos oferecer graças a tecnologias como o BIM está ajudando a superar alguns desafios de sustentabilidade que as empresas de abastecimento de água estão enfrentando.”
Água por toda a parte
No início da pandemia do coronavírus, a recomendação de saúde pública aceita por todos foi a importância de lavar as mãos. Essa técnica simples e eficaz também funcionou como um lembrete inquestionável da grande importância da água para a saúde pública e o bem‑estar social.
As enchentes e a possível contaminação dos sistemas de água potável são apenas dois dos vários perigos enfrentados pelos serviços de abastecimento de água da Europa. Em épocas de condições climáticas extremas e estresse hídrico, é imprescindível usar ferramentas eficientes na gestão da infraestrutura hídrica.
É urgente a necessidade de conferir resiliência e adaptabilidade aos sistemas responsáveis pela captação, tratamento, armazenamento e distribuição de água. A estimativa é que esse esforço custe US$ 1,9 trilhão até 2030. Uma coisa é certa: a tecnologia digital terá um papel decisivo nesse processo.