Desenvolvimento de metodologia com integração de QGISRed e WNTR para gestão e eficiência hidroenergética em sistemas de distribuição de água em regiões montanhosas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: BARBEDO, Matheus David Guimarães lattes
Orientador(a): SILVA, Fernando das Graças Braga da lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Meio Ambiente e Recursos Hídricos
Departamento: IRN - Instituto de Recursos Naturais
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4225
Resumo: A gestão eficiente de sistemas de distribuição de água é crucial para assegurar a continuidade do fornecimento e a sustentabilidade desse recurso essencial. Este estudo apresenta uma abordagem inovadora e pioneira ao integrar ferramentas avançadas, como os plugins QGISRed e Processing R Provider, bibliotecas PyQGIS, Wntr, Numpy, Pandas , Matplotlib, Seaborn e Os”, em redes de água em região montanhosa, destinadas a analisar, modelar e otimizar sistemas de distribuição de água, e fornece subsídios para a tomada de decisões mais embasadas dos gestores da água, com o propósito de aprimorar a eficiência na relação do nexo água-energia e com isso combater perdas de água e energia. A metodologia aborda a gestão dos recursos hídricos e energéticos em regiões montanhosas, empregando uma abordagem de geoprocessamento e análises estatísticas avançadas, com o intuito de fomentar uma gestão, operação e manutenção mais eficaz e sustentável dos sistemas de distribuição de água. A aplicação foi feita para um Sistema Benchmark proposto. A modelagem no plugin QGISRed mostrou-se uma ferramenta eficaz e promissora para a análise e simulação de sistemas de distribuição de água, revelando ser mais avançada do que a modelagem no EPANET, software mais utilizado para esta finalidade atualmente no mundo. O QGISRed e o R foram acoplados por meio do plugin Processing R Provider, que gerou percepções valiosas através dos gráficos do histograma, média, mediana e box plot das pressões na rede modelada pelo QGISRed. Os resultados obtidos nesta pesquisa revelam o potencial da integração de ferramentas e técnicas avançadas propostas para a gestão dos recursos hídricos, com o enfoque para o controle de perdas e redução do desperdicio de energia. Avalia-se que o estudo contribui para as pesquisas no campo de sistemas de informação geográficas e gestão em saneamento, oferecendo um entendimento mais profundo e possibilidades inovadoras para a gestão eficiente de sistemas de distribuição de água em regiões montanhosas.
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spelling 2025-02-202025-03-272025-03-27T11:56:00Z2025-03-27T11:56:00ZBARBEDO, Matheus David Guimarães. Desenvolvimento de metodologia com integração de QGISRed e WNTR para gestão e eficiência hidroenergética em sistemas de distribuição de água em regiões montanhosas. 2025. 199 f. Tese (Doutorado em Meio Ambiente e Recursos Hídricos) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2025.https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4225A gestão eficiente de sistemas de distribuição de água é crucial para assegurar a continuidade do fornecimento e a sustentabilidade desse recurso essencial. Este estudo apresenta uma abordagem inovadora e pioneira ao integrar ferramentas avançadas, como os plugins QGISRed e Processing R Provider, bibliotecas PyQGIS, Wntr, Numpy, Pandas , Matplotlib, Seaborn e Os”, em redes de água em região montanhosa, destinadas a analisar, modelar e otimizar sistemas de distribuição de água, e fornece subsídios para a tomada de decisões mais embasadas dos gestores da água, com o propósito de aprimorar a eficiência na relação do nexo água-energia e com isso combater perdas de água e energia. A metodologia aborda a gestão dos recursos hídricos e energéticos em regiões montanhosas, empregando uma abordagem de geoprocessamento e análises estatísticas avançadas, com o intuito de fomentar uma gestão, operação e manutenção mais eficaz e sustentável dos sistemas de distribuição de água. A aplicação foi feita para um Sistema Benchmark proposto. A modelagem no plugin QGISRed mostrou-se uma ferramenta eficaz e promissora para a análise e simulação de sistemas de distribuição de água, revelando ser mais avançada do que a modelagem no EPANET, software mais utilizado para esta finalidade atualmente no mundo. O QGISRed e o R foram acoplados por meio do plugin Processing R Provider, que gerou percepções valiosas através dos gráficos do histograma, média, mediana e box plot das pressões na rede modelada pelo QGISRed. Os resultados obtidos nesta pesquisa revelam o potencial da integração de ferramentas e técnicas avançadas propostas para a gestão dos recursos hídricos, com o enfoque para o controle de perdas e redução do desperdicio de energia. Avalia-se que o estudo contribui para as pesquisas no campo de sistemas de informação geográficas e gestão em saneamento, oferecendo um entendimento mais profundo e possibilidades inovadoras para a gestão eficiente de sistemas de distribuição de água em regiões montanhosas.Efficient management of water distribution systems is crucial to ensure continuity of supply and sustainability of this essential resource. This study presents an innovative and pioneering approach to integrating advanced tools, such as the plugins, QGISRed and Processing R Provider, PyQGIS,” Wntr, numpy, pandas, matplotlib , seaborn and os ”, into water networks in mountainous regions, aimed at analyzing, modeling and optimizing water distribution systems, and provides subsidies for more informed decision-making by water managers, with the aim of improving efficiency in the water-energy nexus and thereby combating water and energy losses. The methodology addresses the management of water and energy resources in mountainous regions, using a geoprocessing approach and advanced statistical analysis, with the aim of promoting more effective and sustainable management, operation and maintenance of water distribution systems. Modeling in the QGISRed plugin proved to be an effective and promising tool for analyzing and simulating water distribution systems, proving to be more advanced than modeling in EPANET, the most widely used software for this purpose in the world today. QGISRed and R were coupled through the Processing R Provider plugin, which generated valuable insights through the histogram, mean, median and box plot pressure graphs in the network modeled by QGISRed. The partial results obtained in this research reveal the potential of integrating advanced tools and techniques proposed for water resource management, with a focus on controlling losses and reducing energy waste. The study contributes to research in the field of geographic information systems and sanitation management, offering a deeper understanding and innovative possibilities for the efficient management of water distribution systems in mountainous regions.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Meio Ambiente e Recursos HídricosUNIFEIBrasilIRN - Instituto de Recursos NaturaisCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOSRedes de águaSoftware QGISPlugin QGISRedSoftware RSoftware PythonPyQGISDesenvolvimento de metodologia com integração de QGISRed e WNTR para gestão e eficiência hidroenergética em sistemas de distribuição de água em regiões montanhosasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSILVA, Fernando das Graças Braga dahttp://lattes.cnpq.br/4077250337099004http://lattes.cnpq.br/2419622260813855BARBEDO, Matheus David Guimarãesinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4225/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALTese_2025013.pdfTese_2025013.pdfapplication/pdf8213375https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4225/1/Tese_2025013.pdfe7d686e4ab0118399d881184ca02f9e3MD51123456789/42252025-03-27 08:56:00.769oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442025-08-26T21:11:16.949722Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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