No campo da Hidráulica Computacional, a modelação matemática é uma área relativamente nova na FCTH que vem se expandindo de forma notável. Sua atuação envolve o desenvolvimento de programas para microcomputadores para solução numérica de problemas de engenharia hidráulica, visando sua aplicação através de assessorias técnicas. A facilidade de uso e a flexibilidade característica dos modelos matemáticos fizeram com que entidades como a SABESP, a ELETROPAULO, a PMSP, ITAIPÚ Binacional, e a SERLA do Estado do Rio de Janeiro adquirissem uma série de produtos desenvolvidos na FCTH.

Dentre os trabalhos desenvolvidos destacam-se:

Sistema de Aquisição de Dados
Conjunto de programas destinado ao monitoramento, armazenamento e restituição de dados medidos em modelos hidráulicos reduzidos. Com capacidade para aquisição em tempo real de 16 grandezas simultâneas, é baseado em microcomputadores tipo PC, destinando-se a trabalhos de campo ou laboratório. O sistema está capacitado para análise de parâmetros como pressão instantânea, velocidade, nível d'água, ondas, esforços e vibrações.

Transitórios em Redes de Canais Modelo matemático de simulação de escoamento unidimensional não permanente em redes de canais, com seções naturais ou artificiais. Utilizam-se as equações de Saint-Venant completas, com solução pelo método das diferenças finitas parcialmente implícito. Permite o estudo da propagação de ondas de enchentes considerando contribuições laterais, planícies de armazenamento, soleiras de controle e diversos tipos de condições de contorno.

Simulação do Escoamento Bidimensional
Destinado ao estudo do campo de velocidades no escoamento plano quase-horizontal, constitui-se de um modelo matemático baseado nas equações de Navier-Stokes aplicadas a duas dimensões. Permite o cálculo do campo de velocidades ao redor de obstáculos como ilhas, pilares de ponte, espigões e ensecadeiras, considerando também o movimento não permanente.

Modelo Unidimensional de Dispersão
Simulador da dispersão de elementos conservativos em cursos d’água como a propagação da cunhas salinas, baseado na equação da dispersão-difusão de Fick. Permite a simulação da propagação salina em estuários sob a ação de maré, a intrusão da onda salina em cursos d'água em regime não permanente e o lançamento de poluentes em canais.

Simuladores SIM
A família de simuladores SIM constitui-se num grande avanço em técnica de simulação de cursos d’água em regime variado, de aplicação a inúmeras atividades da engenharia hidráulica, como o controle de inundações, drenagem urbana, transporte de sedimentos, navegação e operação e controle de obras hidráulicas. Constituída de 5 simuladores distintos e três ferramentas de apoio, os simuladores SIM representam o que há de mais moderno dentro da hidráulica computacional.

Os simuladores compreendem módulos para canais em regime permanente, galerias de drenagem, canais com fundo móvel e transporte de sedimentos. As ferramentas de apoio, integradas aos programas tradicionais de projeto, permitem a realização de tarefas como o traçado de redes de drenagem, retificação de rios e zoneamento de áreas inundáveis diretamente na tela do computador.

Simulação de Escoamentos em condutos Forçados Cliente: SABESP Período: out/94 a jul/96 Objetivos: Desenvolver um sistema computacional com interface amigável e automática para dimensionamento e simulação de escoamentos permanentes e não permanentes em redes de condutos forçados, como aquelas utilizadas na distribuição de urbana de água. Metodologia: O sistema utiliza o método matricial de dimensionamento de condutos em malha, com solução através do método de Gauss. Para o escoamento não permanente, foi empregado o método da malha escalonada. Resultados: O sistema resultante permite dimensionamento de redes a partir da edição geométrica diretamente sobre a tela do computador, incluindo pontos notáveis como reservatórios, estações elevatórias e válvulas de controle. O escoamento transitório pode ser calculado considerando diferentes condições de contorno, como reservatórios, bombas, válvulas de retenção e controle além de dispositivos de proteção como tanques unidimensionais, chaminés de equilíbrio e válvulas redutoras de pressão.

 

Sistema de Cálculo de Redes de Esgotos Sanitários

Cliente: SANASA - Campinas Período: out/95 a jul/96 Objetivo: Desenvolvimento de modelo matemático e para dimensionamento de redes coletoras urbanas de esgotos sanitários, integradas com aplicativos de projeto assistido por computador. Metodologia: O sistema desenvolvido segue a metodologia ABNT para dimensionamento de redes, permitindo a leitura direta dos elementos topográficos a partir de desenhos digitalizados, o lançamento das redes diretamente sobre a tela do computador e o dimensionamento hidráulico e econômico. Resultados: Como resultados são obtidos os desenhos de projeto em planta e perfil e as planilhas de quantitativos e orçamento, obtidos a partir de bancos de dados nos quais os ítens de custo são previamente cadastrados.

Avaliação de Impactos das Canalizações dos Ribeiros Anhumas, Piçarrão e Quilombo
Cliente: Prefeitura Municipal de Campinas
Objetivos: O objetivo deste estudo foi o de avaliar os impactos de diversas alternativas de canalização dos Ribeirões Anhumas, Quilombo e Piçarrão, situados no Município de Campinas e integrantes do PROCEM - Programa de Combate à Enchentes, financiado pelo BID.
Metodologia: Foram realizados estudos hidrológicos de enchente, determinando-se as vazões de projeto para diferentes probabilidades de ocorrência. Em seguida foram simuladas as condições hidráulicas de sete alternativas de projeto para cada curso d’água e selecionada a alternativa mais interessante sob o ponto de vista hidráulico.
Resultados: Como resultados finais, foram determinadas as áreas passíveis de inundação das alternativas selecionadas, com o objetivo de relocação e reassentamento das populações ribeirinhas.
Período: jan/95 a jan/96

Recuperação da Barragem de Derivação do rio Cubatão
Cliente: Prefeitura Municipal de Joinville
Objetivos: Os objetivos deste estudo compreenderam a recomposição emergencial numa primeira etapa e em seguida a reconstrução definitiva da barragem desviadora do Rio Cubatão, situada no Município de Joinville, Estado de Santa Catarina.
Caracterização do Estudo: A bacia do Rio Cubatão drena uma área de cerca de 500 Km2, sendo que na sua porção final o escoamento é dividido entre um leito antigo e um canal retificado por uma barragem desviadora com capacidade para 600 m3/s. Em fevereiro de 1995, após intensas chuvas a barragem foi galgada e teve o dique da margem direita destruído.
Estudos Realizados: Foram realizados estudos hidrológicos de enchente, para definição das vazões de projeto. Em seguida foram realizados estudos em modelo físico, com apoio de modelação matemática, para dimensionamento das obras de ampliação da estrutura e canal de derivação.
Resultados: Os estudos resultaram na necessidade de ampliação da capacidade da barragem para 1100 m3/s, o que resultou na ampliação da soleira vertente em mais 35 m e ampliação da seção do canal de derivação em 12 m.
Período: ago/95 a jan/96

Modelo Matemático Operacional de Retiro
Cliente: ELETROPAULO
Objetivos: Este estudo teve por objetivo o desenvolvimento de um sistema computacional para operação remota em tempo real das comportas da Estrutura de Retiro, obra de controle de vazões localizada na porção final do Rio Pinheiros, junto a confluência com o Rio Tietê, dotada de três comportas tipo segmento com dimensões 8m x 10 m (altura x largura).
Características do Sistema Desenvolvido: O sistema desenvolvido consta dos seguintes módulos: 1. monitoramento das condições da estrutura, como posição e abertura das comportas, níveis d’água e de fundo, estado de funcionamento dos equipamentos eletromecânicos; 2. transmissão e recebimento de comandos por função hierárquica e prioridade operacional; 3. comunicação de dados via linha telefônica; e 4. banco de dados para registro e arquivamento de eventos e informações hidrológicas.
O sistema foi calibrado através de ensaios em modelo físico para determinação da capacidade de escoamento da estrutura, interferências no níveis provocadas pelo assoreamento
Resultados: O software desenvolvido opera em plataforma windows e permite ao operador, numa única tela visualizar todo o comando da estrutura e emitir comandos a distância.
Período: out/94 a jul/96

Estudo de Avaliação de Impactos das Canalizações dos Córregos do Programa PROCAV 2
Cliente: Prefeitura do Município de São Paulo
Objetivos: O objetivo do estudo foi o de avaliar globalmente o impacto das canalizações dos córregos componentes do PROCAV 2 - Programa de Canalização e Recuperação dos Fundos de Vale, promovido pela PMSP, sobre o Rio Tietê, bem como avaliar individualmente os impactos de alternativas de canalização de cada córrego, sob o ponto de vista de áreas inundáveis.
Metodologia: Foram realizados estudos hidrológicos de enchente para as bacias dos Córregos Lajeado, Jacu, Itaquera, Aricanduva, Mandaqui, Ponte Rasa, Franquinho, machados, Taboão, Maria Paula, Paciência, Tremembé, Mandaqui, Garaú, Cabuçu de Cima, Cabuçu de Baixo e Rio das Pedras. Em seguida foi simulado o escoamento nestes afluentes e na calha receptora do Rio Tietê. Para os Córregos Machados, Taboão e Itaquera foram efetuadas simulações para determinação das áreas inundáveis em diferentes alternativas de projeto.
Resultados: Como resultado final, foram determinadas as linhas d’água resultantes nos córregos a serem canalizados e também no Rio Tietê, considerando as novas condições de canalização.
Período: jan/94 a jul/94

Estudo de Linhas D’água na Região de Ilha Grande
Cliente: ITAIPU Binacional
Objetivo: Determinação da influência do remanso do reservatório de Itaipu nos níveis d’água no Rio Paraná, a montante da cidade de Guaíra e na Região de Ilha Grande, por meio da simulação em modelo matemático.
Metodologia: Para calibração do modelo matemático empreendeu-se uma campanha de medições de vazão e nível em campo, com o realização de operações de descarga na usina. Uma vez calibrado o modelo foram simuladas as enchentes observadas na história hidrológica recente do rio Paraná, nas condições originais e após a existência do reservatório de Itaipu. Nestas condições foram determinados os níveis resultantes em diversos pontos da Ilha Grande e quantificada a interferência do reservatório.
Resultados: Como resultado final, foram traçadas linhas de influência do reservatório para diferentes locais da Ilha Grande.
Período: abr//94

 

SIGRH - Sistema de Informações para Gerenciamento de Recursos Hídricos no Estado de São Paulo

O SIGRH - Sistema de Informações para Gerenciamento de Recursos Hídricos no Estado de São Paulo, é um conjunto de aplicativos computacionais que tem por objetivo ser uma central de informações sobre recursos hídricos do estado de São Paulo.

Este sistema permite a comunicação de dados, troca de informações e armazenamento de todo o conteúdo técnico e legal desenvolvido (Legislação de recursos hídricos, relatórios, atas, deliberações). Também está disponível o banco de dados hidrometeorológicos do estado de SP (dados pluviométricos e fluviométricos).

O usuário comum (ou seja, qualquer pessoa com acesso à internet) pode navegar entre as informações disponíveis, consultando documentos e relatórios técnicos, dados hidrológicos, a biblioteca de legislação sobre recursos hídricos e tudo o mais que estiver disponível.

O usuário cadastrado pode submeter informações para consulta pública, enviar e receber informações dos e sobre os membros dos colegiados do SIGRH (o sistema de gerenciamento), divulgar eventos, consultar e acompanhar processos de pedido de financiamento junto ao FEHIDRO, ter acesso à conta de e-mail e dependendo do seu nível de acesso, cadastrar membros e representantes dos colegiados.

Este sistema funciona sob a Internet, o que permite que qualquer pessoa possa ter acesso às informações, a partir de um browser qualquer, em qualquer ponto do mundo.