SANTOS, Ademário Lopes Ferreira [1], BARBOSA, Fabrício Pereira [2]
SANTOS, Ademário Lopes Ferreira, BARBOSA, Fabrício Pereira. Sistema de Informações Geográficas (SIG) – A importância do uso da ferramenta SIG para projetos de gasodutos. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 03, Ed. 08, Vol. 13, pp.88-101, Agosto de 2018. ISSN:2448-0959
RESUMO
Este artigo apresenta as etapas do projeto de um gasoduto e a consequente importância da ferramenta SIG para gerenciamento desses empreendimentos. O artigo tem como metodologia o uso de bibliografias específicas do assunto e a pesquisa de procedimentos executados pelas empresas de engenharia. O resultado deste artigo é a geração de um material descritivo de projeto de gasodutos com objetivo de destacar a importância do uso da ferramenta SIG, que permite a realização de análises complexas, criando bancos de dados georreferenciados e aplicação dessas ferramentas na fase do projeto de gasodutos.
palavras-chave: Gasoduto, Projeto, Engenharia, SIG
INTRODUÇÃO
Dutos são obras lineares de grande extensão, atravessando frequentemente estados e regiões diferentes, com características bem distintas em termos de relevo, vegetação, geologia e condições geotécnicas.
Os aspectos acima mostram a necessidade de estudos de viabilidade criteriosos, e projetos básicos bem detalhados, para possibilitar, pelas empresas de Engenharia, Construção & Montagem, a elaboração de propostas bem fundamentadas de Construção e Detalhamento Executivo, em que o nível de contingências seja baixo, e os custos sejam compatíveis com os normalmente registrados pelo mercado. A Internet tem destaque especial como ferramenta de interligação de dados. Esse artigo aponta uma aplicação web direcionada à faixa de dutos.
SIG – Sistema de Informações Geográficas permite realizar análises complexas, integrando ao mundo real dados de diversas fontes, criando um banco de dados geográficos. O SIG tem como principal característica possibilitar a realização de análises espaciais envolvendo dados referenciados geograficamente. Abaixo são listadas as fases de execução do projeto executivo de faixa de dutos e consequente contribuição da ferramenta SIG para esse tipo de empreendimento.
1. FASES DO PROJETO
Os riscos atrelados aos investimentos na indústria de Petróleo e Gás motivam as grandes operadoras e as empresas prestadoras de serviços de engenharia e de montagem a criar padrões e procedimentos para execução de cada projeto na área. O fato é justificável, pois os empreendimentos nesse campo de atuação, se comparados aos demais setores da economia, são de grande investimento inicial e com retorno estimado entre 15 e 20 anos (AMADO, 2006).
PROJETO CONCEITUAL
O Projeto Conceitual é realizado tipicamente pela organização patrocinadora, pela empresa cliente ou pela concessionária com suas respectivas equipes de desenvolvimento de negócios e de tecnologia. Durante este estágio, a organização patrocinadora determina a viabilidade comercial do projeto através da geração potencial de aumento de faturamento e da análise dos custos para construir e operar o empreendimento.
A fase também é caracterizada pela seleção de tecnologia e identificação de alternativas e de estratégias de implantação (AMADO, 2006). O Projeto Conceitual de um gasoduto deve englobar ainda autorizações de entidades governamentais, audiências públicas e Relatórios de Impacto Ambiental, por causa do grande porte.
PROJETO BÁSICO
Na fase de Projeto Básico, são elaboradas as especificações dos equipamentos e os modos de operação do sistema e de cada um dos componentes. Esta etapa é, geralmente, elaborada por uma empresa de engenharia contratada pela organização patrocinadora.
A partir da escolha da Diretriz do duto, devem ser executadas as etapas descritas abaixo:
- Licenças de Instalação – Autorizações que ficam a cargo da empresa concessionária para implantação da diretriz do gasoduto. São obtidas por solicitação aos órgãos federais, estaduais, municipais e com os proprietários de terra por onde será instalado o gasoduto.
- Levantamento das interferências cadastradas – Devem ser verificadas, junto aos órgãos públicos, às empresas privadas e às concessionárias, as interferências existentes no trecho de instalação do gasoduto. O levantamento deve ser através dos documentos e dos desenhos “conforme construídos” das instalações existentes. Esses documentos deverão ser solicitados junto ao responsável pela interferência.
- Levantamento das interferências não cadastradas – Há instalações que não possuem informações oficiais e desenhos “conforme construído”. Para detectar estas interferências, são executados visitas de campo e métodos como geo-radar, pipe locator (localizador de tubos), sondagem, entre outros.
Figura 1 – Tabela de interferências por km de faixa
A figura acima (figura 1) retrata uma das etapas do projeto básico – Levantamento das interferências na faixa de domínio e diretriz proposta na passagem do respectivo duto.
Figura 2 – Ortofoto da Faixa de Dutos
Na figura 2, uma imagem (fotografia aérea) da real faixa de domínio do duto. Essa ortofoto mostra ao usuário uma interface a qual exige as possíveis interferências quando for executada a etapa de construção e montagem.
Figura 3 – Mapa de Interferências e fotos
Logo acima está representada uma imagem que indica um mapa com as principais interferências ao longo da diretriz promovida para construção e montagem do duto em destaque.
Figura 4 – Estudo de Traçado com Imagem Hipsométrica
Acima está representada a técnica da hipsometria, a qual faz a representação da elevação de um terreno através das cores. As cores utilizadas possuem uma equivalência com a cota do terreno. Geralmente é utilizado um sistema de graduação de cores.
A hipsometria também é utilizada em mapas hipsométricos para representar a topografia do local através de cores. A cor verde é utilizada para representar baixas altitudes e a cor castanha a branco para representar maiores altitudes. Através de um mapa hipsométrico é possível gerar curvas de níveis, estas definidas por linhas que representam uma cota definida.
Figura 5 – Estudo Ambiental da Faixa de Dutos
Conforme foto ilustrativa da figura 5, o estudo ambiental de faixa de dutos propõe uma metodologia qualitativa de avaliação da vulnerabilidade ambiental dos locais por onde passam os dutos, valorizando os diferentes componentes ambientais. Esta metodologia tem por objetivo mapear e classificar as áreas naturais e os usos do solo e dos recursos hídricos que são suscetíveis a potenciais vazamentos em dutos que transportam hidrocarbonetos, visando subsidiar os planos de ações de contingências.
Figura 6 – Estudos Geológicos
Figura 7 – Estudos Geotécnicos
Figura 8 – Estudos Hidráulicos
As figuras 6, 7 e 8 ilustram exemplos de estudos geológicos. Estes estudos são retratados como análise essencialmente preliminar e executado durante a fase de coleta de informações. Tem como finalidade principal alertar o projetista sobre as circunstâncias geológicas encontradas na região (importantes para realização de relatório topográfico e coleta de coordenadas geográficas da diretriz do duto). Já os estudos geotécnicos são necessários à definição de parâmetros do solo ou rocha, tais como sondagem, ensaios de campo ou ensaios de laboratório. Os estudos hidráulicos são de importante relevância para prevenir erosão e demais danos ao solo que possam expor ou até mesmo causar rompimento do duto.
2. EPC (ENGINEERING, PROCUREMENT AND CONSTRUCTION)
EPC é a etapa que compreende a engenharia de detalhamento, a gestão de suprimentos, a construção, a montagem e o comissionamento do empreendimento (AMADO, 2006). Esta fase é realizada por Executante, que é, usualmente, um consórcio de empresas que venceram a licitação da Empresa Cliente.
Antes do início do EPC, devem ser verificadas se as seguintes informações foram geradas nas fases de projeto básico/conceitual:
- Objetivos do Projeto para a organização patrocinadora;
- Estratégia de execução do projeto;
- Definição dos fornecedores;
- Plano de contratações;
- Estimativa de custo do projeto;
- Estudo de ciclo do projeto;
- Descrição do processo com fluxogramas;
- Plano de locação (preparação de terrenos);
- Especificação de materiais;
- Plano de segurança, meio ambiente e saúde (SMS);
- Especificação de equipamentos;
- Escopo de trabalho definido para as disciplinas da engenharia;
- Cronograma de engenharia, suprimentos, construção, montagem e comissionamento.
A fase de EPC deve começar com um relatório de análise de consistência do projeto básico. Este documento objetiva apontar as inconsistências nos documentos inter-relacionados do projeto básico fornecido pela empresa cliente. Para o projeto de dutos, a norma Petrobras N 464 H lista os procedimentos que deverão ser feitos pelo Executante:
- Inspeção de recebimentos de materiais;
- Armazenamento e preservação de materiais;
- Elaboração de projeto executivo;
- Locação e marcação da faixa de domínio da pista;
- Abertura de pista;
- Terraplanagem, supressão vegetal e desmonte de rocha;
- Transporte, distribuição e manuseio de tubos;
- Curvamento de tubos;
- Revestimento externo com concreto;
- Soldagem;
- Abaixamento e cobertura;
- Travessias e cruzamentos;
- Sinalização da Faixa de domínio;
- Limpeza, enchimento e calibração;
- Teste hidrostático;
- Condicionamento;
- Montagem e instalação de complementos;
- Emissão de documentos conforme construído.
2.1 PROJETO EXECUTIVO
O Projeto Executivo é a parte do EPC que é responsável pela elaboração de toda a documentação do projeto do gasoduto. Nessa fase, são elaborados os procedimentos executivos do empreendimento. Todos os componentes necessários para a montagem do gasoduto devem ser registrados por um corpo técnico da executante. Os principais documentos a serem gerados são:
Planta-chave – Apresentada sobre base cartográfica em escala compatível com a extensão da faixa. Deve conter os seguintes dados:
- Conjunto das áreas terrestres de acesso à faixa;
- Linhas de transmissão;
- Vértices da diretriz;
- Limites estaduais e municipais;
- Simbologia;
- Marcos topográficos, contendo quadro na coluna de notas, com número do marco, coordenadas e cotas;
- Quilômetro progressivo a cada cinco quilômetros (expresso na diretriz). Plantas de Perfil – Devem ser divididas por quilometragens pré-definidas e apresentar:
- Todas as informações levantadas topograficamente;
- Tabela de informações dos pontos de inflexão tais como coordenadas, cotas e ângulo central;
- O eixo e as laterais da faixa de domínio com indicação por escrito;
- Locação e identificação dos ensaios geotécnicos, sondagem de exploração e pesquisas de interferências;
- Indicação de todos os cruzamentos e travessias;
- Marcos de referência topográfica;
- Documentos de referência;
- Quilômetro progressivo inicial e final do desenho;
- Nome dos municípios atravessados;
- Seção transversal da faixa, mostrando interferências enterradas;
- Detalhes, em escala, do duto ao longo do cruzamento ou travessia em planta e em corte com as distâncias ao terreno natural e às instalações existentes nas proximidades;
- Tipo de instalação e método de construção utilizado;
- Acessórios instalados;
- Classificação dos solos;
- Especificação dos tubos;
2.2 CONSTRUÇÃO E MONTAGEM
A logística de construção e montagem deve determinar a sequência de montagem que, em geral, difere em cada tipo de obra, seja urbana, rural, mista ou obras especiais. As principais etapas da montagem do gasoduto são:
- Identificação da Faixa de domínio e abertura de pista;
- Inspeção de tubos;
- Desfile de tubos;
- Curvamento de tubos;
- Soldas;
- Inspeção das soldas;
- Revestimento do duto;
- Aplicação de métodos construtivos;
- Abertura de vala;
- Abaixamento do duto;
Figura 9 – Mapa Esquemático Obra Linear de Dutos
Figura 10 – Mapa de Acompanhamento de Obra Linear de Duto
As figuras acima exibem, respectivamente, um mapa das regiões onde acontecerão as obras de construção e montagem de duto, e um mapa de acompanhamento de obra de construção de duto, ou seja, exibem de forma clara e simplificada as fases de construção e montagem em cada fração prospectada do empreendimento.
Figura 11 – Planta de Faixa de Dutos 1:1000
A faixa de dutos é uma área de terreno que acompanha na superfície o percurso subterrâneo do duto. Essa área tem largura variável definida em projeto e é legalmente destinada à construção, montagem, operação e manutenção do duto. A faixa é um direito de passagem instituído por decretos federais e é fundamental para a segurança das pessoas e a integridade dos equipamentos e instalações existentes. Os dutos ficam enterrados a uma profundidade que garante a integridade e a segurança das instalações. Nesse caso, ela está representado em escala representativa com nível de detalhes direcionados ao tamanho da escala em destaque: 1:1000.
3. SIG – SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
O SIG possibilita a realização de análises espaciais envolvendo dados georreferenciados geograficamente, permitindo o desenvolvimento de aplicações cartográficas não em mapas e sim em bancos de dados geográficos. As informações geradas nesse sistema podem ser disponibilizadas em forma de gráficos, dados e mapas ao grupo de usuários destinado para esse objetivo (empresa contratante e empresa contratada, com permissões de uso distintas).
Todas as informações do projeto conceitual, levantamento de campo, produtos de pré-levantamento e mapas georreferenciados podem ser organizadas de forma a obter uma plataforma amigável e podendo ser novamente utilizadas na fase de construção e montagem.
O SIG para projetos de gasodutos geralmente é dividido nas seguintes etapas evolutivas:
- Dados Básicos:
São as diversas informações fornecidas pelas equipes de cadastro, comunicação, topografia, geotécnica, geologia, hidrologia, ambiental e outras de interesse ao projeto. Essas informações podem ser organizadas conforme estaqueamento da faixa de dutos.
- Mapa esquemático:
Com base nos dados básicos, é gerado um mapa que reúne as informações técnicas para planejamento dos serviços em campo, como as coordenadas de interferências e outros dados de interesse.
- Acompanhamento do projeto:
Com base no banco de dados geográfico e no mapa esquemático, pode ser gerado um novo mapa mais completo, visando o gerenciamento dos serviços, com incremento de tabelas e gráficos, contendo os quantitativos do projeto e suas posições.
3.1 PROPOSTA SIG:
A publicação de mapas digitais está cada vez mais comum, possibilitando que um grande número de usuários tenha acesso a dados georrefenciados. O presente trabalho trata da aplicação web direcionada a faixa de dutos.
A ferramenta SIG permite realizar análises complexas, ao integrar dados do mundo real, obtidos de diversas fontes, em diferentes formatos, criando um banco de dados georeferrenciados e aplicação dessas ferramentas especificamente na fase de projetos de dutos.
Com o uso de programas de aplicativos de SIG é possível localizar qualquer elemento de base cartográfica ou documentos inseridos no sistema em vários níveis de ampliação.
Segundo Furquim (2012), caso o produto cartográfico apontar ao usuário a possibilidade de escolha na visualização das informações em diferentes escalas e de efetuar movimentos, então este produto trata-se de um mapa interativo. As pessoas querem “entrar” no mapa, espacial e conceitualmente: explorá-lo de uma forma mais aprofundada.
O SIG aplicado ao projeto de dutos unifica informações e cruza dados obtidos em campo com os elementos gráficos e espaciais de mapas georreferenciados, possibilitando ao usuário um formato simplificado e dinâmico da informação antiga sob um novo ângulo de análise. As informações geradas no SIG podem ser disponibilizadas em forma de gráficos, mapas e dados ao grupo de usuários, geralmente funcionários da produção, supervisores e gerentes, com distintas permissões de acesso, sendo isso projetado para Internet. Como uma ferramenta de gestão, tem como objetivo maior a diminuição de riscos e custos associados ao processo de confecção do projeto e posterior construção e montagem de dutos, aglutinando, otimizando, sintetizando e dinamizando vários agentes em um único “local”. A proposta é utilizar todas as informações do projeto conceitual, os levantamentos de campo, os mapas georreferenciados e organizá-los de forma a criar uma plataforma amigável na fase de construção e montagem.
Continuando com as etapas evolutivas, a proposta SIG para a fase de construção e montagem de dutos consiste numa ferramenta gerencial, consolidando os dados do mapa de acompanhamento de projeto em plataforma georreferenciada, voltada para implantação de dutos.
A aplicação do sistema SIG em projetos de dutos requer tornar o mapa de acompanhamento do projeto em ferramenta gerencial, com navegação dinâmica de conteúdo e disponibilidade via WEB.
Devem-se determinar quais as interferências da faixa de dutos que podem ser representadas no SIG. Seguem alguns exemplos:
- Arruamento projetado;
- Rodovias/Ferrovias;
- Cruzamentos de Dutos;
- Divisas Municipais;
- Adutoras;
- Linhas de Transmissão.
4. CONCLUSÃO
O Software livre escolhido, p. mapper, é uma ferramenta gratuita para aplicações geográficas. O uso da ferramenta SIG nas fases preliminares permite vínculo entre imagens e documentos georreferenciados, facilitando o acesso do gestor a informacões sobre as atividades em andamento no referido projeto.
Sendo assim, o uso da ferramenta SIG para dutos na fase de projetos permite a vinculação de imagens e documentos georreferenciados e podem manter o gestor informado sobre todas as atividades e a fase de andamento.
A classificação das informações técnicas em forma de grupos e camadas organiza e disciplina a forma das consultas através da ferramenta SIG.
O ambiente utilizado é amigável, permitindo, com visualização dos mapas da faixa de dutos, acompanhamento dos serviços, criando uma rica biblioteca de informações técnicas, as quais podem ser utilizadas durante a fase de construção e montagem de dutos.
A ferramenta SIG trata-se uma ferramenta de gestão, que, dentre diversos objetivos, tem como um dos principais a redução de custos através da aglutinação organizada de diversas interfaces, otimizando tempo e aumentando a confiabilidade das informações.
A ferramenta gerencial capacita análises espaciais envolvendo dados referenciados geograficamente, gerando uma plataforma SIG aplicada a projeto de dutos.
REFERÊNCIAS
AMADO, U. D. Uso do GIS como Ferramenta de Gerenciamento e Integridade dos Dutos da TRANSPETRO. Anais – II Simpósio Regional de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto. Aracaju/SE, 10 a 12 de Novembro de 2004.
FURQUIM, M. Gerenciamento de Dutos Utilizando SIG: Caso GLPDUTO URUCU -COARACI. ESTEIO. Engenharia e Aerolevantamentos SA. Curitiba: 2008;
LEAL, M.C. Aplicação de Sistemas de Informações Geográficas em Projetos de Dutos. Especialização em Engenharia de Dutos. Departamento de Engenharia Mecânica da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, Agosto de 2012.
MEDEIROS, A. M. L. Desenvolvimento de uma aplicação webmaping direcionada à pesquisas educacionais. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba. João Pessoa, 2009.
Norma Técnica Petrobras N 464 H: Construção, Montagem e Condicionamento de Dutos Terrestres.
SECRETARIA DE RECURSOS HÍDRICOS DO CEARÁ. Software livre p.mapper. Disponível em :< http:www.srh.ce.gov.br>
PAULA, E.V. Sistemas de Informações Geoambientais. Apostila. UFPR: Curitiba, 2011.
[1] Pós-Graduação em Geotecnologias, Escola de Engenharia Eletromecânica da Bahia (EEMBA) – graduado em Engenharia Química pela UNIFACS (2009.2), mestrando em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial (MCTI) no Centro Universitário SENAI CIMATEC -Programa de Pós Graduação Stricto Sensu
[2] Orientador do artigo. MBA em Gestão de Negócios pela ESIC Marketing & Business School (2008), graduação em Engenharia Cartográfica e de Agrimensura pela Universidade Federal do Paraná (2004). Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Sistema de Informações Geográficas. Possui pós-graduação lato-sensu.
