Elemento vital que sustenta todas as formas de vida, a água é um recurso fundamental para o funcionamento  dos ecossistemas. Integrante de um ciclo natural que começa com a evaporação da água dos oceanos, rios e lagos, resultando na formação de nuvens. que por meio da precipitação, por chuvas, neves, entre outros. permeiam o solo, alimentando os lençóis freáticos, rios e riachos, e finalmente retorna aos oceanos, completando o ciclo da água.

Neste ciclo, a ação humana é crucial para garantir que este escasso elemento esteja disponível e seja gerido de maneira eficaz. As cidades contam com uma variedade de infraestruturas para drenar, direcionar, reter e armazenar a água., como sistemas de esgoto, canais de drenagem, reservatórios, barragens, estações de tratamento de água e redes de distribuição. Elas desempenham um papel essencial para garantir e atender às necessidades diárias dos habitantes urbanos e minimizar riscos de alagamentos, enchentes, inundações e contaminação.

Registro de inundação em área residencial em virtude do comprometimento do escoamento.

A drenagem urbana é um componente essencial da infraestrutura das cidades, responsável pela coleta e escoamento das águas pluviais. Com o crescimento das áreas urbanas e a impermeabilização do solo, a gestão eficiente da drenagem tornou-se um desafio crescente. O aquecimento global agrava esses desafios, afetando diretamente os padrões de precipitação e aumentando a frequência e intensidade de eventos climáticos extremos. Segundo o CEMADEN, dos seis maiores desastres ocorridos no Brasil neste século, cinco tem a chuva como principal causador, sendo que quatro deles nos últimos quatro anos.

Para evitar situações como relatadas acima foram implementados planos de macrodrenagem que norteiam os municípios para tratativas envolvendo chuvas. Contudo, nem sempre as cidades conseguem executar este plano ou mesmo serviços mais básicos como obras de manutenção e planejamento ocupacional. Esses fatores combinados sobrecarregam os sistemas de drenagem urbana, aumentando a frequência e a severidade de alagamentos e inundações. As infraestruturas existentes, muitas vezes projetadas para condições climáticas históricas, são insuficientes para lidar com as novas realidades climáticas.

Transformação digital na Solução dos Problemas

A transformação digital cada vez mais presente na engenharia e urbanização, juntamente com o uso de ferramentas BIM (Building Information Modeling) e ferramentas de simulação, podem desempenhar uma atuação chave na mitigação dos problemas de drenagem urbana, especialmente em um contexto de aumento das chuvas e políticas públicas que não acompanham mudanças climáticas. Para atender esta nova realidade de mercado pautada nas alterações climatológicas a Autodesk criou a Indústria da água. Nela são integradas soluções, informações e fluxo de trabalho para que engenheiros, arquitetos e projetistas possam utilizar essas ferramentas de maneira eficiente. A adoção dessas tecnologias não apenas melhora o custo-benefício dos projetos, mas promove a resiliência das cidades frente às mudanças climáticas. Neste sentido a inovação contínua garante a relevância profissional e a competitividade no mercado. Em suma, a atualização constante é essencial para o desenvolvimento de soluções de drenagem que atendam às necessidades atuais e futuras das cidades.

Sistemas de tubulações de drenagem.

Autodesk Water Infrastructure Sollutions

A Autodesk Water Infrastructure Solutions (Soluções de infraestrutura hídrica da Autodesk) oferece um conjunto abrangente de ferramentas e softwares que auxiliam na transformação digital do setor de infraestrutura hídrica. Planejar, projetar, analisar, operar e fazer a manutenção de:

•  Sistema de drenagem
•  Rede coletora de esgoto
•  Rede de distribuição de água potável

A integração de BIM possibilita simulações avançadas e monitoramento em tempo real melhorando a eficiência e a resiliência das infraestruturas, ajudando a mitigar os impactos das inundações, adaptando-se às mudanças climáticas e manutenção dos sistemas de distribuição de água e coleta de esgoto. A lista de vantagens  das ferramentas é diversas, pensando nas seguintes etapas e ferramentas:

1. Planejamento e Design Integrado em BIM

• Integração Multidisciplinar: o BIM integra dados de diversas disciplinas, permitindo que engenheiros civis, arquitetos e planejadores trabalhem de forma colaborativa em um único modelo digital. O que reduz a probabilidade de erros e inconsistências no projeto.

Levantamento das Informações

• Nuvem de pontos: o Autodesk Recap permite a criação e o processamento de terrenos 3D detalhados. A partir dele é possível alimentar as outras ferramentas para criação da superfície do terreno como esta (As-it) e compreender os desafios a serem enfrentados.

Processamento de Nuvem de Pontos.

• Modelagem 3D e Simulação: o Autodesk InfraWorks permite a criação de modelos 3D detalhados das infraestruturas de drenagem urbana. Esses modelos facilitam a visualização e simulação de sistemas de drenagem em diferentes cenários de precipitação.

Autodesk Civil 3D:

• Projeto de Infraestrutura: ferramentas específicas para o design de sistemas de drenagem, como canais, bacias de retenção e redes de esgoto pluvial. O software facilita a análise hidráulica e hidrológica, assegurando que os sistemas sejam dimensionados corretamente para lidar com eventos de chuva intensos.
• Análise de Terreno: capacidades avançadas de análise de terrenos que ajudam a identificar as melhores soluções para a coleta e o escoamento das águas pluviais, considerando a topografia e outras características locais.

2. Simulação de chuvas e Análise e Mitigação de Riscos

Infoworks ICM e InfoDrainage:

O fluxo de projeto dentro das soluções de infraestrutura hídrica Autodesk.

• Simulação de Eventos Climáticos: permite simular diferentes cenários de precipitação e avaliar como o sistema de drenagem se comportará sob condições extremas. Isso ajuda na identificação de pontos críticos e na implementação de soluções para evitar inundações.
• Análise de Capacidade: ferramentas que analisam a capacidade dos sistemas de drenagem existentes e projetados, garantindo que eles possam acomodar o volume de água esperado durante tempestades.

• Modelagem Hidrológica e Hidráulica: software integrado que permite a modelagem detalhada dos fluxos de água em sistemas urbanos, ajudando a prever inundações e a desenvolver estratégias de mitigação eficazes.
• Avaliação de Impacto Ambiental: ferramentas que permitem avaliar os impactos ambientais das infraestruturas de drenagem, ajudando a desenvolver soluções sustentáveis que minimizam os danos ao meio ambiente.

Interoperabilidade das ferramentas.

Estudo de Caso

Para exemplificar a implementação da Autodesk Water Infrastructure Solutions contextualizaremos  um  estudo de projeto que visou mitigar o impacto das chuvas na drenagem urbana.

 Case de Sucesso com aplicação da Autodesk Water Infrastructure Sollutions.

O caso refere-se ao município  de Açailândia no estado do Maranhão, cuja demanda  focou r na drenagem do bairro Vila Ildemar, a terceira maior vila do estado com aproximadamente 50 mil habitantes. Como a maioria dos municípios, o crescimento não foi totalmente planejado e a população lindeira ao córrego que recebe toda a drenagem do bairro, sofria com as chuvas. Um fator complicante no projeto ocorreu na jusante do córrego, localizado no final do bairro onde  havia  uma travessia composta por duas aduelas de concreto sob a linha férrea. Como i seu dimensionamento ocorreu muito tempo antes da existência do próprio bairro,  não houve uma previsibilidade para o aumento da área impermeável. Tal fato favoreceu o processo de inundação pois, uma vez que o volume de água oriundo das chuvas é maior do que a vazão que as aduelas são capazes de aguentar, há o transbordamento.  Por se tratar de uma travessia em uma linha férrea, qualquer obra para criar nova aduela, aumentar o diâmetro da tubulação consideravelmente complicado e com alto valor investido.

Diante da situação uma excelente opção é a criação de uma bacia de retenção cuja estrutura ou depressão é projetada para coletar e armazenar temporariamente o excesso de água da chuva, permitindo a liberação gradual em direção aos corpos d'água naturais, como rios ou córregos, ou infiltrada no solo, reduzindo o risco de inundações e erosão. Como a região possuía uma grande área para a criação deste dispositivo de amortecimento das águas pluviais, optou-se por essa resolução. Porém uma pergunta se faz: - Como dimensionar o volume de água a ser armazenado de maneira eficiente e que se prove uma solução real?

Para levantar as informações da área houve o levantamento por nuvem de pontos  por meio da quantidade de pontos scaneados a área foi estudada com muitos detalhes. Para o processamento destes pontos, foi utilizado o Autodesk Recap.

Após esta etapa foi necessário importar os dados em dois  softwares, o Autodesk Infraworks, nele  os dados foram consolidados para projetar conceitualmente a solução, e dimensionar a bacia de contribuição do córrego a ser analisado. O segundo software foi o Autodesk Civil 3D, onde além de fazer todos o detalhamento do levantamento topográfico,  foi possível construir em BIM os objetos pertinentes ao projeto como a superfície, gerar perfis, seções etc.

Após todos os trabalhos preparativos, o projeto foi exportado para o Infodrainage, para que pudéssemos projetar e simular as soluções. O primeiro passo foi simular a situação existente para analisar se o resultado simulado era condizente com a realidade. Nesta fase foi empregada as funcionalidades de chuvas conhecidas que permitem usar os dados reais por um período. O resultado foi exportado para o Civil 3D e o Infraworks para melhor compreensão.

Modelagem Hidráulica InfoDrainage.

Após os resultados apresentarem elementos condizentes com a realidade, avançou-se para a projeção dos dispositivos de contenção das águas pluviais. Por meio do InfoDrainage  efetivou-se o dimensionamento e simulação dos dispositivos.

Para concluir o projeto realizou-se a exportação ao Civil 3D com criação de perfis, seções e cálculo de volumes de terraplenagem.

Conclusão

O emprego das soluções pertencentes a indústria hídrica da Autodesk demonstra de forma prática como a transformação digital contribui de forma assertiva permitindo a interoperabilidade das ferramentas a nosso favor, de maneira muito mais ágil  e eficaz. Para assistir na integra o webinar ministrado por Guilherme Vanzella, clique em Soluções de infraestrutura hídrica para drenagem urbana.

Para obter mais dados sobre as soluções Autodesk específica para o seu empreendimento entre em contato com o time Autodesk MAPData.