Redes de Saneamento Básico

O trabalho realizado nas Quintas de S. Bartolomeu consistiu no levantamento e verificação de elementos das redes de água e esgoto, de forma a manter a sua actualização a nível de cadastro e ter o máximo de conhecimento para facilitar a sua gestão. A Rede de Águas Residuais foi a primeira a ser cadastrada. Foi utilizado o ficheiro DWG que existia da rede, no Sistema de Coordenadas Hayford - Gauss Datum 73 (Fig. 24).

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No software AutoCAD Civil 3D 2008, o primeiro procedimento foi seleccionar a rede e fazer a formatação gráfica dos elementos de acordo com o catálogo de características gráficas existente no gabinete de SIG. Este catálogo foi elaborado seguindo a mesma lógica das características gráficas adoptadas pelo Instituto Geográfico do Exército para as cartas militares, fazendo a sua adaptação para o concelho e para a cartografia 1/2000. Nele consta informação sobre o tipo de objecto, layer, cor (desenho e impressão), espessura da linha e observações a ter em conta na formatação dos elementos de desenho (Fig. 25).

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Depois da formatação feita, criou-se um ficheiro DWG à parte, só com a rede de colectores e as caixas de visita (Fig. 26).

Fig. 26 – Ficheiro com a Rede de Águas Residuais.

Com o trabalho feito no AutoCAD Civil 3D 2008 abriu-se no software ArcMap 10 o ficheiro de referência utilizado no SIG para estes projectos (Aguas.mxd). Neste ficheiro estão presentes os shapefiles com a geometria e tabelas definidas, referentes às várias entidades da rede, onde vão sendo adicionados novos registos. Já no ArcMap 10 foi adicionado o DWG criado no AutoCAD Civil 3D 2008. Conforme a figura representa, clicou-se no botão com o símbolo + (“Add Data”), no painel superior de ferramentas  seleccionou-se o ficheiro “QuintasBartolomeu_2007_Condutas.dwg”  clicou-se em “Add” (Fig. 27).

R e l a t ó r i o d e E s t á g i o – T i a g o M i g u e l M o r a i s C a b r a l | 4 1 Fig. 27 – Importação do ficheiro DWG com a Rede de Águas Residuais.

Para fazer a cópia da geometria dos layers (DWG) para os shapefiles, foi necessário exportar primeiro cada um deles para shapefile. Neste caso os layers de interesse são os referentes às polilinhas e aos pontos, os quais dizem respeito aos colectores e caixas de visita respectivamente. Para fazer a exportação, clicou-se com o botão direito do rato sobre o layer “QuintasBartolomeu_2007_Condutas.dwg Polyline”  “Data”  “Export Data…” (Fig. 28).

R e l a t ó r i o d e E s t á g i o – T i a g o M i g u e l M o r a i s C a b r a l | 4 2 Fig. 28 – Exportação de layers do ficheiro DWG para shapefile.

Na janela “Export Data” foi definido o caminho onde foi guardado o shapefile e o seu nome, neste caso “Polyline” (Fig. 29).

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Depois de guardar o ficheiro, surge uma mensagem a perguntar se pretendemos importar o

shapefile exportado, clicou-se em ”Yes”. Como se pode verificar, foi adicionado um novo shapefile com o nome “polylines” (Fig. 30).

Foi feito o mesmo procedimento para o layer “QuintasBartolomeu_2007_Condutas.dwg

Point”, dando o nome “Points” ao shapefile. Retirou-se o ficheiro DWG, uma vez que não

era mais necessário.

O passo seguinte foi colocar a informação relativa às polilinhas no shapefile que contem todos os colectores do concelho. Iniciou-se o modo de edição do shapefile “Rede

(Esgotos)”, fez-se clique com o botão direito do rato sobre “Rede (Esgotos)”  “Edit Features"  “Start Editing”, conforme representa a figura seguinte (Fig. 30).

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Seleccionaram-se os elementos do shapefile “Polyline” e fez-se clique com o botão direito do rato sobre o “Polyline”  “Selection”  “Select All” (Fig. 31).

Fig. 31 – Selecção dos elementos do layer “Polyline”.

De seguida, clicou-se no símbolo ”Copy”  depois no símbolo “Paste”. Surgiu uma janela com o nome “Paste” onde se seleccionou o shapefile para onde se pretende copiar os elementos (shapefile em edição, “Rede (Esgotos)”)  clicou-se em “Ok” (Fig. 32).

Para os pontos procedeu-se da mesma forma com a excepção de se copiarem os elementos para o shapefile “Acessórios (Esgotos)”.

R e l a t ó r i o d e E s t á g i o – T i a g o M i g u e l M o r a i s C a b r a l | 4 5 Fig. 32 – Cópia de elementos entre shapefiles.

Quando temos um shapefile em edição, para podermos editar outro é necessário primeiro guardar as alterações e parar a sua edição. Clicou-se na opção “Editor” localizado junto ao canto superior esquerdo  “Save Edits”  “Stop Editing” e só então depois se pôde editar o shapefile pretendido.

Para cada shapefile existe uma formatação gráfica definida no ficheiro de projecto (Aguas.mxd). Os elementos copiados não assumem essa simbologia devido ao facto dos

layers dwg possuírem apenas a localização e a geometria das linhas e pontos. Deste modo,

foi necessário preencher a tabela de atributos, registanto a informação que diz respeito ao tipo de elemento, na mesma forma que foi definida no ficheiro do projecto, para que essa simbologia fosse assumida. Nesta fase, foram também registadas outras informações referentes às características dos elementos, nomeadamente diâmetros, tipos de material, entre outras. Procedeu-se à selecção das polilinhas do shapefile “Rede (Esgotos)”. Fez-se uma janela de forma a abranger toda a área de trabalho, seleccionando todas as linhas, através da ferramenta “Edit Tool” (símbolo em forma de triângulo, localizado ao lado da

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opção “Editor”)  clicou-se com o botão direito do rato sobre o shapefile “Rede (Esgotos)”  “Open Attribute Table”, para abrir a tabela de atributos (Fig. 33).

Fig. 33 – Acesso à tabela de atributos.

Para se poder visualizar só os elementos seleccionados, clicou-se no segundo símbolo com formato de folha, localizado junto ao canto inferior esquerdo (Fig. 34). Procedeu-se ao preenchimento da coluna “Tipo”  clicou-se com o botão direito do rato sobre “Tipo”  “Field Calculator…” (Fig. 34).

R e l a t ó r i o d e E s t á g i o – T i a g o M i g u e l M o r a i s C a b r a l | 4 7 Fig. 34 – Visualização dos elementos seleccionados e a opção “Field Calculator…”.

Surge a janela “Field Calculator” onde é possível criar fórmulas ou expressões que facilitem e acelerem o processo de introdução de dados na tabela. Desta forma, introduziu- se a expressão “C” de colector, com as aspas, no campo “Tipo =“, para que esta coluna tome para todas as polilinhas o registo “C”  clicou-se em “Ok” (Fig. 35).

R e l a t ó r i o d e E s t á g i o – T i a g o M i g u e l M o r a i s C a b r a l | 4 8 Fig. 35 – Introdução do registo “C” para a coluna “Tipo”.

Como se pode verificar na próxima figura (Fig. 36), a coluna “Tipo” ficou toda ela preenchida com a designação “C”.

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Efectou-se o mesmo procedimento para os pontos da rede, que vão tomar na tabela correspondente aos “Acessórios (Esgotos)” a designação de “CV” (Caixas de Visita) para a coluna “Tipo”.

Foram eliminados os shapefiles “Polyline” e “Points”, uma vez que já foram copiados os seus elementos e não eram mais necessários.

A figura seguinte apresenta a geometria da rede de acordo com as alterações efectuadas às tabelas dos shapefiles (Fig. 37).

Fig. 37 – Visualização das condutas principais e caixas de visita após as alterações.

Terminados os procedimentos de formatação gráfica das condutas principais e caixas de visita foi impressa a planta da rede de esgotos numa folha A3 para ser feita uma verificação em campo. Ao mesmo tempo que se fazia essa verificação, completava-se a rede com mais informação, utilizando um aparelho GPS, pelo método DGPS (Tempo-real), para fazer o levantamento de contadores, ramais de água, caixas domiciliárias de esgoto, números de

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policia e placas de toponímia das ruas. É importante ter esta informação sobre os utilizadores das redes, uma vez que possibilita uma pesquisa e resposta mais rápida quando for necessário tomar decisões.

Para cada acessório a coordenar existe um formulário a preencher denominado de quickfile. O quickfile é criado no software ArcPad, que está instalado no GPS. Este é preenchido no momento do levantamento de cada acessório. Por exemplo, tratando-se de um contador de água, é feito o seu levantamento iniciando a leitura junto ao contador enquanto se preenche o formulário de acordo com a informação descritiva do local, nomeadamente, o nº de consumidor, proximidade à caixa domiciliária de esgoto (sobreposto ou afastado), entre outras informações que ajudem a caracterizar cada caso. Para ser mais fácil a identificação no local, do consumidor de cada contador, foi levada para campo uma folha que é utilizada no serviço de águas, onde consta a lista de todos os números, nomes e moradas de consumidores, e números de contadores da freguesia na qual se esta a realizar o trabalho. O consumidor é identificado com base na confrontação entre o número presente em cada contador e o da lista. Depois de identificado é registado o seu número no GPS. Este número é valido para o contador e para a caixa domiciliária de esgoto, uma vez que diz respeito ao mesmo consumidor.

Concluído o trabalho em campo transferiu-se o shapefile “PTCAMPO” do GPS para o computador através de um cabo USB. Abriu-se novamente o ficheiro de trabalho (“Aguas.mxd”) no ArcMap e adicionou-se este shapefile. Para copiar a informação registada no “PTCAMPO” para os respectivos shapefiles do ficheiro de trabalho, nomeadamente, “contadores”, “cx-comiciliaria”, “N_Policia” e “Placas_Toponimia”, acedeu-se à sua tabela de atributos (ver Pág. 46), seleccionaram-se os registos a copiar para cada shapefile, e fez-se o mesmo procedimento descrito anteriormente nas páginas 44 e 45, relativo à cópia entre shapefiles.

Depois de reunida toda informação nos respectivos shapefiles, o passo seguinte foi desenhar os ramais de esgoto para cada caixa domiciliária de esgoto. Algumas das caixas domiciliárias de esgoto foram associadas ao mesmo ponto dos contadores, com a informação “Sobreposto”, devido ao facto de estarem muito próximos no terreno, e de não

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haver necessidade de coordenar dois pontos, tornando assim a realização do trabalho de campo mais rápida. Este procedimento foi adoptado tendo consciência de que o mais importante neste tipo de trabalho não é tanto a localização rigorosa das caixas domiciliárias de esgoto mais sim ter a informação de quem tem acesso ao serviço de esgoto, podendo com isso detectar possíveis falhas na cobrança do serviço. Como são necessários os pontos das caixas domiciliárias de esgoto para poder desenhar os ramais de esgoto, esses pontos foram criados no ArcMap. Através da pesquisa dos contadores com o registo “Sobreposto” foram adicionados pontos junto aos contadores com o mesmo número de consumidor. Para ser mais fácil a identificação dos contadores com esse registo, houve necessidade de tornar visível a informação do ID do consumidor e da localização da caixa domiciliária de esgoto. Clicou-se com o botão direito do rato sobre o layer “Contadores”  “Properties…” (Fig. 38).

Fig. 38 – Procedimento para tornar visível a informação do ID do consumidor e da localização da caixa domiciliária de esgoto.

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Como se pode verificar na janela “Layer Properties”, no campo “Label Field” apenas está seleccionada a opção “ID_Consum” que se refere à informação do ID do consumidor. Deste modo, para adicionar uma expressão que inclua também a informação referente à localização da caixa domiciliária de esgoto (“CONT_RE”), clicou-se no botão “Expression” (Fig. 39).

Fig. 39 – Janela “Layer Properties”.

Na janela “Label Expression”, no campo “Expression”, adicionou-se a seguinte expressão, “[ID_Consum + CONT_RE]”, e clicou-se em “Ok” (Fig. 40).

R e l a t ó r i o d e E s t á g i o – T i a g o M i g u e l M o r a i s C a b r a l | 5 3 Fig. 40 – Inserção da expressão.

De forma a tornar estas alterações visíveis, clicou-se com o botão direito do rato sobre o

layer “contadores”  “Label Features”.

Na figura seguinte pode verificar-se a informação junto ao ponto de contador que traduz a expressão adicionada. Depois de fazer o procedimento de “Start Editing” (ver Pág. 43) para o layer “Cx-Domiciliaria”, procedeu-se então à localização de todos os pontos com registo “Sobreposto”. Seleccionou-se a opção “Point” localizada no canto inferior direito, no campo “Construction Tools”, e clicou-se na proximidade de cada ponto de contador para adicionar um novo ponto de caixa domiciliária de esgoto (Fig. 41).

R e l a t ó r i o d e E s t á g i o – T i a g o M i g u e l M o r a i s C a b r a l | 5 4 Fig. 41 – Marcação dos pontos de caixas domiciliárias de esgoto.

Como o ID do consumidor é o mesmo para a caixa domiciliária de esgoto, acedeu-se à tabela do layer “Cx-Domiciliaria” através do procedimento anteriormente descrito (“Open

Attribute Table”), e no campo “ID_CONSUM” introduziu-se o mesmo número de

R e l a t ó r i o d e E s t á g i o – T i a g o M i g u e l M o r a i s C a b r a l | 5 5 Fig. 42 – Inserção do ID do consumidor na tabela do layer “Cx-domiciliaria”.

Depois de criados os pontos de caixas domicilárias de esgoto, procedeu-se ao desenho dos ramais de esgoto. Ligou-se o layer “Rede (Esgotos)” no painel esquerdo do programa e fez- se procedimento “Start Editing” (ver Pág. 43). Com o layer já em edição, seleccionou-se a opção “Line” no campo “Construction Tools”, clicou-se primeiro sobre o ponto de caixa domiciliária de esgoto e depois fez-se duplo clique sobre a linha do colector (Fig. 43). Se a opção “Snapping” não estiver activa, não vai ser possível fazer o desenho do ramal de esgoto de modo a serem respeitadas as regras topológicas. Assim sendo, foi necessário verificar antes se o “Snapping” estava activo, procurando a barra de ferramentas com este nome, localizada no painel superior do programa, e seleccionaram-se as opções pretendidas para a procura de pontos auxiliares (Fig. 43). Estes podem ser pontos finais, médios ou constantes de linhas, polilinhas, ou de outros objectos presentes no desenho. Se a barra não estiver visível, é necessário adicioná-la, fazendo clique com o botão direito do rato sobre

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um espaço vazio no painel, onde surge uma lista das barras de ferramentas disponíveis, procura-se a “Snapping” e selecciona-se.

Fig. 43 – Desenho do ramal de esgoto e a barra de ferramentas “Snapping”.

Em SIG, a topologia em muitos casos, é fundamental para garantir a integridade dos dados. Ela é utilizada fundamentalmente para assegurar a qualidade dos dados e para permitir a execução de algumas funções de análise espacial. Pode ser utilizada para definir regras de integridade dos dados, tais como:

 entre parcelas de terreno não podem existir “buracos”;  parcelas de terreno não podem ser sobrepostas;

 as estradas têm que estar ligadas entre si;

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 identificação de objectos adjacentes;  identificação de objectos ligados;

Para suporte de ferramentas de edição que respeitem as restrições topológicas do modelo de dados, por exemplo:

 alterar uma aresta comum e, automaticamente, alterar todos os objectos que partilham essa aresta;

O ArcMap disponibiliza ferramentas úteis para edição de dados respeitando regras topológicas tais como o:

 snapping – garante arestas ligadas, definindo uma distância de tolerância (snapping tolerance);

 extend – estende uma linha até que esta toque numa feature previamente seleccionada;

 trim – trunca uma linha que é cortada por uma feature previamente seleccionada;  cut polygon – para dividir um polígono em dois;

 auto-complete polygons – garante que 2 polígonos possuem uma aresta comum (isto é, são adjacentes);

A figura seguinte apresenta um esquema das ferramentas descritas anteriormente.

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Para manter a topologia da rede de esgoto, caso se pretenda fazer posteriormente uma simulação da circulação de caudais, foram divididas as linhas do colector (“C”) nas ligações aos ramais de esgoto, uma vez que estas se encontravam continuas. Seleccionou-se o colector com a ferramenta “Edit Tool”, clicou-se no botão “Split Tool” disponível na barra de ferramentas “Editor” do painel superior (Fig. 45), procurou-se o ponto auxiliar de junção do ramal doméstico com a conduta principal e fez-se duplo clique sobre ele.

Fig. 45 – Ferramenta “Split Tool”.

R e l a t ó r i o d e E s t á g i o – T i a g o M i g u e l M o r a i s C a b r a l | 5 9 Fig. 46 – Corte do colector.

Depois destes procedimentos o desenho da Rede de Águas Residuais está completo. A figura seguinte apresenta a disposição final dos colectores, caixas de visita, ramais de esgoto e caixas domiciliárias de esgoto.

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Terminado o desenho da Rede de Águas Residuais, prosseguiu-se para o desenho da Rede de Abastecimento de Água. Esta rede data do ano de 1999, o projecto existia apenas em formato de papel, numa planta não georeferênciada.

Como não existiam elementos na planta que possibilitassem uma georeferênciação precisa através da coordenação de pontos comuns entre a planta e o terreno, foi realizado o desenho vectorial da mesma sobre as ortofotos no ArcMap, com base nas medições feitas de forma manual aos troços de condutas na planta. Foram também identificados e adicionados ao desenho, os vários acessórios que fazem parte da rede (válvulas, bocas de incêndio, ventosas, entre outros).

Para desenhar os troços, foi editado o layer “Condutas (Águas)”, através do procedimento “Start Editing” (ver Pág. 43), seleccionou-se o tipo de conduta (“conduta de distribuição”) em “Create Features” e a opção “line” em “Construction Tools” (Fig. 48).

Procedeu-se da mesma forma para o desenho dos acessórios, apenas com a excepção de se ter seleccionado a opção “point”.

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Depois de fazer o desenho vectorial da rede com base na planta, procedeu-se ao desenho dos ramais domésticos. Fez-se o procedimento “Start Editing” (ver Pág. 43) para o layer “Acessórios” e desenharam-se os ramais domésticos da mesma forma descrita

anteriormente para os ramais de esgoto, com a excepção de neste caso ser feita a união entre os contadores / ramais de água e a conduta de distribuição de água.

Como não foi possível terminar esta rede antes do fim do estágio, a figura seguinte apresenta o exemplo de uma zona onde foi feito o levantamento de contadores e o desenho de ramais domésticos (Fig. 49).

Fig. 49 – Vista de uma zona da rede onde foram desenhados os ramais domésticos.

Posteriormente para terminar o trabalho, serão adoptados os mesmos procedimentos realizados nesta zona da rede. Depois de ter o desenho completo da Rede de Abastecimento de Água, para manter a sua topologia caso se pretenda fazer posteriormente uma simulação da circulação de caudais, é necessário fazer o mesmo procedimento descrito anteriormente na Rede de Águas Residuais (Pág. 58 e 59), dividindo neste caso as linhas da “conduta de

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