A Warren County Water District, sediada no centro-sul de Kentucky, oferece serviços de água e esgotos numa área de cerca de 850 quilômetros quadrados entre Nashville e Louisville.
Todos os dias, a empresa de serviços públicos fornece mais de 8,1 milhões de galões de água potável através de 1.920 quilômetros de linhas de água, enquanto o seu sistema de esgotos transporta 2 milhões de galões de águas residuais através de 350 quilômetros de linhas de esgotos. Além deste sistema, a Warren Water gerencia os sistemas de água do Simpson County Water District e do Butler County Water System através de um acordo de operações conjuntas que eleva o comprimento total da rede de água a pouco mais de 3.300 quilômetros em 1.900 quilômetros quadrados. Cada uma das três empresas de serviços públicos tem um conselho de administração separado, mas atualmente as suas operações são simplificadas através de um sistema de informação geográfica (GIS) e de um sistema de informação ao cliente (CIS).
A mudança original para um GIS
No passado, a Warren Water costumava fornecer às suas equipes de campo mapas de papel de cerca de 30 quilos para que pudessem se deslocar até os locais de trabalho das ordens de serviço. Embora os mapas fossem suficientes para realizar o trabalho, a sua utilização era demorada, especialmente para os novos funcionários.
Em 2006, a Warren Water decidiu modernizar as suas operações e contratou o seu primeiro funcionário de GIS em tempo integral, juntamente com um prestador de serviços para dar início ao mapeamento digital. Inicialmente, a Warren Water digitalizou e georreferenciou milhares de registos de dados em papel para obter características GIS. Em seguida, o empreiteiro deslocou-se ao campo para mapear todos os ativos acima do solo, utilizando equipamento de mapeamento submétrico. Depois de as localizações terem sido pós-processadas, B. J. Malone, gestor de TI e GIS da Warren Water, carregou-as no GIS e ajustou os recursos aos novos locais exatos. Malone e o empreiteiro trabalharam desta forma para mapear o sistema da Warren Water e, posteriormente, Malone introduziu o mapeamento de campo para mapear os sistemas dos condados de Simpson e Butler.
Mapas em papel da Warren Water
“Nessa altura, tínhamos todos os nossos ativos da superfície – água e esgoto – mapeados com uma precisão submétrica“, disse Malone.
O Desafio: Modelos Hidráulicos para Ativos de Esgoto
A precisão submétrica dos ativos era aceitável para os operadores de campo, mas não era suficientemente satisfatória para que a equipe de engenharia pudesse utilizá-la na modelagem hidráulica. O modelo hídrico baseia-se em valores de elevação extremamente precisos e requer uma precisão centimétrica no GIS.
A extração de valores de elevação a partir de plantas em papel era demorada e, por vezes, frustrante para os engenheiros da Warren Water. Muitas vezes, os desenhos apresentavam medições de inclinação incorretas. Malone percebeu que a Warren Water poderia se beneficiar ainda mais ao melhorar a precisão dos seus dados GIS.
Para testar a ideia, Malone contratou outro prestador de serviços, para remapear os ativos de esgoto da empresa com precisão centimétrica. Neste projeto-piloto, os dados coletados tiveram de ser pós-processados para obter a precisão desejada, antes de serem importados para atualizar o GIS. Mas quando todas as etapas foram concluídas, Malone tinha os dados com um nível de precisão que os seus engenheiros poderiam utilizar. O seu próximo desafio era encontrar uma forma mais simples de manter este nível de precisão internamente – e eventualmente expandi-lo para todos os ativos.
Além disso, em 2009, a Warren Water havia começado a utilizar dados GIS no campo com um aplicativo de mapeamento baseado em Windows instalado em laptops. Embora os laptops fossem uma excelente ferramenta, a mobilidade no terreno estava limitada ao veículo de transporte.
Malone acreditava que a nova solução interna de mapeamento móvel poderia superar estes dois desafios.
A solução: Coleta de dados precisos e em tempo real com ArcGIS®.
A essa altura, Malone observou que os aplicativos móveis de coleta de dados da Esri estavam se tornando não apenas muito populares, mas também extremamente robustos. O ArcGIS Field Maps (anteriormente ArcGIS Collector) e o ArcGIS Survey123 permitiam a coleta de dados com suporte de GPS diretamente no GIS, em tempo real e com os dados já no formato GIS.
“Já possuíamos software Esri, portanto, migrar para os aplicativos móveis da Esri fazia sentido para nós. Tudo era nativo do formato GIS e nos possibilitou proporcionar aos nossos [funcionários] no campo algo com capacidades de GPS em um dispositivo que eles se sentiam confortáveis em utilizar”, disse Malone.
A empresa forneceu às suas equipes de campo tablets iOS e Android – com base na preferência do usuário – executando aplicativos Esri.
O último componente que faltava era um Receptor do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) compatível, de nível centimétrico, que funcionasse com os aplicativos ArcGIS. Depois de consultar um distrito de água próximo, Malone optou pelos receptores GNSS da linha Arrow fabricados pela Eos Positioning Systems, parceiro Ouro da Esri. O Receptor Arrow Gold® fornece localizações em tempo real, ao nível centimétrico, através de uma combinação de posicionamento GNSS e processamento de correção diferencial cinemática em tempo real (RTK). Ele poderia ser utilizado com a rede RTK gratuita local, a Kentucky Real Time Reference Network. A adoção desta via eliminaria o pós-processamento e o carregamento manual de dados no SIG.
Receptor GNSS Arrow Gold utilizado para a localização dos ativos
“Quando a Eos surgiu e fez o casamento com a Esri, de modo a que tudo funcionasse efetivamente nos aplicativos da Esri, isso economizou muito tempo para nós, tanto na coleta de dados quanto no pós-processamento. Simplificou os fluxos de trabalho no escritório e [móvel], mantendo tudo num único local e eliminando a necessidade de transferir dados através de vários aplicativos“, disse Josh Smith, analista de SIG da Warren Water.
O Receptor Arrow Gold também oferecia uma funcionalidade para manter a precisão do levantamento em áreas remotas onde o serviço de Internet através da rede celular era instável.
“Fomos a algumas das áreas mais remotas do nosso sistema para testar o Receptor GNSS Arrow, e funcionou”, disse Malone.
Os resultados: Dados otimizados para o modelo hídrico
Atualmente, a Warren Water já mapeou os seus ativos de esgoto com precisão centimétrica, e os seus ativos de superfície com precisão submétrica. Recentemente, o pessoal da Warren Water implementou a coleta de dados RTK para todos os novos ativos construídos. Entretanto, os engenheiros contrataram um consultor que irá agora utilizar as elevações RTK para desenvolver um modelo hídrico de águas residuais. Os engenheiros já estão utilizando os dados em outros fluxos de trabalho, como o planejamento de modificação do sistema e o registro históricos de vazamentos.
Os membros da equipe de campo também começaram a notar os benefícios de ter mapas digitais precisos com eles em todos os momentos.
Desde então, a Warren Water contratou mais um funcionário do SIG em tempo integral para apoiar Malone. Estima-se que, de todos os 74 funcionários da empresa, 65-70 utilizam o SIG regularmente.
Os membros da equipe de leitura de hidrômetros usam os mapas para se deslocarem até os medidores, e ajudaram a Warren Water a instalar 41.000 novos hidrômetros inteligentes. Os dados dos contadores são armazenados com as localizações no GIS e integrados no CIS. Os representantes do serviço de apoio ao cliente (CSRs), por sua vez, utilizam os dados para responder mais rapidamente às questões dos clientes, gerar ordens de serviço para as equipes de campo e responder aos pedidos dos empreiteiros para obter informações sobre os ativos em áreas específicas.
Mapas Digitais da Warren Water
“Poupamos imenso tempo aos nossos CSRs“, disse Malone.
Outro benefício inesperado: os mapas ajudam a Warren a acompanhar os pedidos de localização de bens
Os dados da superfície mostraram-se tão valiosos que a Warren Water começou a mapear também os seus ativos subterrâneos. Atualmente, os desenvolvedores e fiscalizadores estão equipados com ArcGIS Field Maps e Receptores Arrow Gold para mapear os ativos em novas subdivisões antes de serem enterrados.
Para pedidos de localização de ativos existentes, a Warren Water equipou as suas equipes de localização de ativos com a mesma tecnologia. As equipes utilizam agora os mapas dos ativos de superfície (por exemplo, válvulas, hidrômetros) para localizar mais rapidamente as redes de água subterrâneas; nos locais onde os ativos subterrâneos já estão mapeados, as equipes dirigem-se diretamente para esses ativos. Continuam a efetuar a validação tradicional no terreno, mas a redução de tempo tem sido enorme. Malone estima que a procura de instalação de cabos de fibra ótica fez com que as chamadas de localização aproximadamente quadruplicassem só no ano passado.
Para pedidos de localização de ativos existentes, a Warren Water equipou as suas equipes de localização de ativos com a mesma tecnologia. As equipes utilizam agora os mapas dos ativos de superfície (por exemplo, válvulas, hidrômetros) para localizar mais rapidamente as redes de água subterrâneas; nos locais onde os ativos subterrâneos já estão mapeados, as equipes dirigem-se diretamente para esses ativos. Continuam a efetuar a validação tradicional no terreno, mas a redução de tempo tem sido enorme. Malone estima que a procura de instalação de cabos de fibra ótica fez com que as chamadas de localização aproximadamente quadruplicassem só no ano passado.
“Com o aumento do número de pedidos de localização que temos atualmente, penso que não teríamos sido capazes de manter o ritmo sem estes mapas. Realmente simplificou o processo e nos ajudou a localizar os ativos mais rapidamente”, afirmou Malone.
Até o momento, a Warren Water já mapeou mais de 68.000 pontos subterrâneos em 82 quilômetros de tubulação. A empresa de serviços públicos também adquiriu dois dispositivos de radar de penetração no solo (GPR) e equipou-os com ArcGIS Field Maps para Android e um Receptor Arrow Gold. De acordo com o supervisor de operações da Warren Water, Travis Watt, ter as capacidades RTK do Arrow Gold juntamente com os dispositivos GPR e o Field Maps tem sido fantástico.
“Ele fornece à minha equipe dois métodos para localizar ativos subterrâneos. Muitas vezes, a equipe pode se deslocar quase até ao centro exato de tubulações de água subterrâneas”, disse Watt.
Malone diz que está grato pelo fato de os funcionários e a liderança da empresa de serviços públicos verem o valor do GIS.
