Desenvolvimento, Planeamento e construção do Modelo

O desenvolvimento do modelo requer a sua planificação para poder-se simular com sucesso, deve-se minorar o esforço do modelador e garantir a rentabilidade deste, bem como os recursos envolvidos. Quando o modelo recai sobre um sistema existente, está ao alcance do analista a realização de um processo de aferição de resultados de modo a aproximá-los, na medida do possível, da realidade e determinar até que ponto tal é conseguido (Coelho et al., 2006).

De um modo geral a tipificação do processo de desenvolvimento de um modelo esta ligada a fases de um planeamento minucioso.

O planeamento vai subdividir-se em fases segundo Coelho et al., (2006) e podem-se sintetizar os principais objetivos de cada fase e os resultados que se esperam, sendo que esta definição afigura-se estratégica.

Fase A – Planeamento do modelo; nesta fase a definição de objetivos e âmbito do sistema faz-se importante bem como o levantamento preliminar de dados de cadastro do projeto. Também se define a codificação dos dados a modelar e por fim faz-se a definição de opções de configuração da modelação e tem-se como resultado deste processo a especificação do objeto de estudo.

Fase B – Construção do modelo-descrição física do sistema: a obtenção dos resultados do modelo contendo a descrição física completa do sistema (condutas, nós, reservatórios, válvulas, estações elevatórias e outros dispositivos físicos) é o resultado que se espera da introdução dos dados de localização das infraestruturas e respetivas características bem como a organização dos respetivos elementos segundo a estrutura definida.

Fase C – Construção do modelo-consumos: na generalidade este pressuposto compreende a recolha e formatação de dados de medição de caudais, a análise estatística de dados de caudal, produção de padrões de consumo e tipificação de cenários bem como o processamento dos dados para carregamento no modelo antecedido pela recolha de elementos relativos á distribuição espacial de consumos na rede e afetação de consumos nos nós na rede.

A introdução de consumos nos nós e de padrões temporais de consumo no ficheiro computacional do modelo previamente criado – no caso de se pretender criar vários cenários de modelação, existirá pelo menos um ficheiro de modelo por cenário são os resultados que se esperam nesta fase.

Fase D – Construção do modelo-controlo Operacional: esta fase pauta pelo refinamento e tipificação dos cenários, processamento dos dados para carregamento no modelo e o mais importante dependendo da complexidade do sistema a análise das regras de operação do sistema (níveis de operação de reservatórios, regulações de válvulas, bombas e entregas de caudal). Terá como resultados a introdução dos dados nos ficheiros computacionais do modelo dos elementos descritivos das regras operacionais de controlo, níveis de operação de reservatórios, consignas de caudal e regulações de válvulas e bombas.

Fase E – Implementação da solução-base: consiste na compilação dos ficheiros completos correspondentes aos cenários modelados, a eliminação dos erros detetáveis e afinação de opções de modelação, exploração das capacidades de simulação oferecidas e ganho de sensibilidade ao modelo. O que resultara em versões de base plenamente funcionais do modelo, de acordo com os cenários selecionados previamente.

Fase F – Verificação e calibração do modelo: a identificação de anomalias de funcionamento do modelo bem como a análise de falhas e sua posterior correção, a verificação da conformidade dos resultados obtidos com os dados de projeto fazem parte desta fase que terá como resultados versões calibradas e plenamente funcionais do modelo, de acordo com os cenários selecionados previamente.

Fase G – Exploração do modelo e Planeamento da gestão futura: nesta fase definem- se as potencialidades do modelo para apoio aos projetos e planeamento, faz-se a análise hidráulica e avaliação do desempenho técnico, a análise de qualidade da água e o planeamento do desenvolvimento continuado do modelo. Esperando-se como resultado, ter versões calibradas, funcionais e atualizadas do modelo, de acordo com os cenários selecionados previamente e com as utilizações finais decididas.

A abordagem do Planeamento do Processo de calibração é um pouco diferente mas com os mesmos fundamentos (Ormsbee & Lingireddy, 1997) sendo que :

• Identificação dos objetivos do uso do modelo;

• Recolha de dados de Calibração;

• Teste ao modelo baseado nas estimativas iniciais consideradas; • Macro Calibração;

• Análise de sensibilidade; • Micro Calibração.

Mais adiante neste capítulo faz-se uma descrição dos procedimentos do processo de calibração.

Antes do planeamento e construção de qualquer modelo de simulação, é recomendável a obtenção de informação necessária com as suas especificidades;

• Dados que descrevem as características dos componentes físicos do sistema, tais como condutas, reservatórios, válvulas e bombas, incluindo a referenciação de coordenadas e cotas dos nós que os definem, e o traçado da rede daí resultante; • Dados de consumo e de caudal, que reproduzem o melhor possível a distribuição

espacial e o comportamento temporal das solicitações ao sistema, para os cenários a analisar; e

• Dados sobre o funcionamento operacional do sistema, que refletem o modo como os seus componentes controláveis – ex., válvulas e grupos elevatórios.

Nesta fase foi necessário uma aproximação e conhecimento básico dos componentes do modelo. Para o caso do SAA do Município de Cantanhede a entidade gestora INOVA/SCUBICS forneceu modelos com informação inserida excetuado as válvulas. Na base dos pré-modelos foi possível ter as condições iniciais do sistema.

Procedeu-se ao processamento de dados que fazem parte do sistema físico na base de informações fornecidas pela gestora da SAA. Constatou-se a inexistência de dados referentes a pressões, configuram-se alguns elementos fundamentais ao desenvolvimento do modelo. As informações encontravam-se em várias plataformas sendo as principais as folhas de calculo EXCEL e outras que foram geradas com o auxílio do Google Earth (ferramenta de geoprocessamento e cartografia digital), foram recolhidos os seguintes dados:

• Informação geográfica (cotas topográficas, traçado e cumprimento das condutas); · • Material e diâmetro das condutas; ·

• Dimensões dos reservatórios; · • Níveis de água em reservatórios; · • Caudais nas principais condutas; ·

No EPANET 2.0 a inserção de dados foi antecedida pela configuração das unidades dos parâmetros ou principais grandezas que descrevem o modelo no sentido de os resultados refletirem o objetivo pretendido.

O Modelo teve em conta quatro pontos de entrega, o Reservatório da Estação de Tratamento de Águas de Olhos da Fervença foi a fonte do sistema (Veja tabela 11).

Tabela 11. Reservatórios e respetivos pontos de Consumo/Entrega do SAA. SAA-Cantanhede

Pontos de Entrega/Setores Reservatórios Pontos de consumo

Fontinha R_Fontinha Vilamar

Covões

Município da Mira R_Mira Município da Mira

Tocha R_Tocha Praia da Tocha

Lemede R_Lemede

Município do Minho Velho São Gião Fornos Sete Fontes Central de Cantanhede Portunhos Ançã Município de Coimbra