GIS e gestão de resíduos: o impacto da transformação digital na gestão ambiental

A produção de resíduos sólidos ao longo dos anos aumentou consideravelmente devido ao crescente aumento da população global e à rápida urbanização. A gestão de resíduos é um problema vital para a sociedade e para todo o mundo: o descarte inadequado e a má gestão em relação aos resíduos criaram problemas ambientais significativos nos ecossistemas.

Uma vez que os métodos tradicionais de gestão de resíduos, os protocolos governamentais e as intervenções não trouxeram grandes resultados, muitas cidades estão utilizando a integração de sistemas de informação geográfica (GIS) e de sistemas de posicionamento global (GPS) para adquirir, mapear e analisar os problemas espaciais da gestão de resíduos.

Se você quer entender melhor como o GIS e a gestão de resíduos se integram e ver como essa abordagem baseada na ajuda de um gêmeo digital geoespacial se aplica ao setor da construção e da gestão de seus resíduos, você está no lugar certo!

Melhores práticas para a gestão de resíduos na construção

Criar uma construção ecologicamente sustentável também significa reduzir os impactos ambientais por meio de procedimentos de gestão de resíduos da construção.

Para otimizar a gestão de resíduos da construção, é importante seguir uma série de dicas úteis, como:

1. aprender a conhecer a composição dos resíduos de construção e demolição: os resíduos de construção incluem materiais provenientes de demolições, como cimento, madeira, metais, vidro, telhas e outros detritos de edifícios, materiais de embalagem, como papelão ou plástico filme; materiais de construção em excesso, como azulejos ou tijolos, resíduos perigosos, como tintas. Identificar os vários tipos de materiais é fundamental para a seleção e o descarte eficiente;
2. tentar reduzir os desperdícios: para minimizar os desperdícios, é necessário planejar meticulosamente o projeto. Um planejamento eficiente garante a otimização do uso dos materiais. Por exemplo, o uso de materiais pré-fabricados e construção modular pode reduzir drasticamente os desperdícios, evitando a formação de restos de materiais;
3. reutilizar os materiais de construção: desmontar e desmantelar cuidadosamente os edifícios, recuperando materiais que podem ser utilizados em novos projetos, permite reduzir os desperdícios e reutilizar madeira, tijolos, metais e materiais de escavação;
4. utilizar métodos de seleção e separação de resíduos: alugar contêineres separados para materiais como madeira, metal, cimento e resíduos genéricos e criar áreas específicas para diferentes tipos de resíduos melhora a eficiência da reciclagem dos materiais;
5. aproveitar as tecnologias modernas: para otimizar os fluxos de gestão, basta utilizar, por exemplo, sistemas GIS integrados com o BIM, que oferecem uma representação digital das características físicas e funcionais de um projeto, integrando todas as informações presentes nos mapas GIS. Integrando o canteiro de obras projetado com um software BIM com todas as informações ambientais obtidas do GIS, é possível otimizar os recursos ambientais; por exemplo, conhecendo os dados relativos à localização exata dos contêineres, é possível identificar o descarte a ser realizado e o local mais próximo adequado para isso.

Integração BIM e GIS

O papel dos GIS na revolução dos sistemas de gestão de resíduos

O setor da construção gera, na fase executiva, uma grande quantidade de resíduos e sua gestão é um processo muito complexo que envolve aspectos e procedimentos técnicos, gerenciais, políticos, legislativos, etc.

Para a correta gestão dos resíduos, as informações espaciais sobre os locais de coleta/descarte de resíduos sólidos e não sólidos, urbanos ou não urbanos, são essenciais para o processo decisório, incluindo o planejamento da rota de coleta, a localização e recuperação de aterros.

Compreende-se, portanto, a necessidade de integrar os procedimentos com ferramentas geocientíficas e metodologias de sistema de informação geográfica (GIS).

Fornecendo perspectivas detalhadas sobre território e infraestruturas, o GIS resolveu problemas reais e melhorou muitos aspectos da gestão das questões ambientais, do planejamento urbano e regional, da resposta à desastres e, em geral, do processo decisório.

Aplicado às estratégias de gestão de resíduos, o GIS é utilizado para adquirir informações sobre dados espaciais e não espaciais e fornece:

• uma melhor designação e gestão dos locais de descarte;
• uma melhor sinalização da segurança observacional;
• uma abordagem mais definida e proativa à avaliação do impacto ambiental.

Para reduzir a poluição ambiental e prolongar simultaneamente a vida dos recursos, é importante implementar uma ação projetual voltada para a redução de resíduos, reutilização de recursos, reciclagem e recuperação, e o GIS permite a aquisição, armazenamento, recuperação, manipulação e a análise de dados para obter informações para o processo decisório.

Como a transformação digital melhora a eficiência na gestão de resíduos através do GIS

Utilizar o GIS para a gestão de resíduos permite obter uma melhoria significativa por vários motivos. Em primeiro lugar, com o GIS é possível mapear e localizar todos os locais de tratamento de resíduos, reduzindo desperdícios e melhorando a economia.

O GIS é uma ótima ferramenta na planejamento de abordagens sustentáveis à gestão de resíduos, pois fornece informações melhores e minimiza os conflitos entre as partes interessadas, identificando, planejando, evacuando e transportando os resíduos dentro de uma cidade.

Além disso, a tecnologia GIS, combinada com métodos de análise multi-critério, pode ser utilizada para identificar locais geográficos apropriados para o descarte de resíduos e sensibilizar o público sobre a gestão de resíduos.

Aproveitando dados em tempo real: GIS e soluções de gestão inteligente de resíduos

A informação constante e a aquisição de dados em tempo real são hoje indispensáveis para a gestão inteligente de resíduos e o funcionamento bem-sucedido das cidades. A gestão inteligente de resíduos significa, de fato, aproveitar a tecnologia digital para adquirir, distribuir e processar dados em tempo real, e para isso o GIS é um recurso essencial.

Em comparação com os sistemas GIS tradicionais, nos últimos anos, estão sendo desenvolvidas plataformas para a gestão de gêmeos digitais geoespaciais em tempo real que processam fluxos de dados em alta velocidade, combinando-se também com o IoT e a IA.

Modelos BIM em mapas temáticos GIS – usBIM.geotwin

A exploração de dados em tempo real, que são sensíveis ao local, têm uma alta granularidade de tempo e são gerados continuamente por dispositivos de detecção, otimiza os sistemas de gerenciamento de resíduos de várias maneiras e em todos os estágios.

Basta pensar, por exemplo, em:

• são sensíveis à posição,
• têm uma alta granularidade temporal,
• são gerados continuamente por dispositivos de detecção,

otimiza os sistemas de gestão de resíduos de muitas maneiras e em todas as várias fases.

Basta pensar, por exemplo, em:

• sistemas de contêineres inteligentes equipados com sensores e algoritmos de inteligência artificial que monitoram o nível de resíduos em tempo real e permitem um planejamento eficiente da coleta e uma alocação de recursos;
• algoritmos de otimização de rotas que analisam dados históricos, padrões de tráfego e taxas de produção de resíduos para determinar as rotas mais eficientes para os veículos de coleta de resíduos;
• algoritmos de planejamento dinâmico que otimizam ainda mais os programas de coleta com base em dados em tempo real, garantindo a remoção oportuna dos resíduos e reduzindo os custos operacionais;
• algoritmos avançados de reconhecimento de imagens que podem analisar dados visuais e identificar diferentes materiais de descarte com alta precisão, facilitando uma eficiente separação de materiais recicláveis, resíduos orgânicos e não recicláveis.

Compreende-se, portanto, como GIS e IoT são uma combinação poderosa para a gestão sustentável de resíduos, configurando-se como tecnologias indispensáveis para analisar, visualizar, gerenciar dados espaciais e fornecer informações valiosas para todo o processo decisório.

Vantagens ambientais decorrentes da integração do GIS na gestão de resíduos

Integrar o GIS na gestão de resíduos ambientais significa desenvolver um processo de gestão sustentável e obter numerosos benefícios ambientais.

Para responder ao problema constante da mudança climática, as ferramentas GIS ajudam a analisar os dados climáticos, a modelar cenários futuros e a desenvolver estratégias de mitigação e adaptação, mapeando as áreas vulneráveis a eventos meteorológicos extremos.

O GIS, integrando imagens de satélite e dados de sensoriamento remoto, permite o mapeamento e monitoramento de recursos ambientais como florestas, corpos d’água e pontos críticos, facilitando a avaliação e gestão precisa dos ecossistemas, identificando áreas de importância ecológica que merecem atenção e direcionando técnicos para o desenvolvimento de estratégias sustentáveis para os recursos.

As plataformas GIS também são uma excelente ajuda para o planejamento urbano sustentável e o desenvolvimento de infraestrutura. A análise espacial permite que os urbanistas otimizem o uso do território, projetem redes de transporte eficientes e promovam práticas de desenvolvimento sustentável, minimizando o impacto ambiental.

Casos de estudo: implementações bem-sucedidas do GIS na gestão de resíduos

O uso de ferramentas baseadas no GIS para otimizar a coleta, o transporte e a gestão de resíduos sólidos foram aplicados em vários casos de estudo:

• cidade de Fairfax, na Virgínia, onde o GIS é aplicado para mapear rotas otimais de coleta de resíduos. Os mapeamentos utilizados não são fixos, mas dinâmicos, pois se baseiam em informações em tempo real. Com a ajuda dos dados GIS, como o fluxo de tráfego dos veículos, a densidade populacional e a taxa de produção de resíduos, é fácil planejar a rota que cobre o menor tempo possível e menor consumo de combustível;
• cidade de Sfax, na Tunísia, onde, a partir da rota normalmente utilizada para o transporte de resíduos, com a ajuda de um Sistema de Informação Geográfica (GIS) baseado na coleta de dados e no rastreamento GPS (rota de coleta/localização dos contêineres), foram identificadas uma série de rotas otimizadas que demonstraram redução em termos de retirada e distância em relação à rota habitual. Isso resulta em menor consumo de combustível, com redução de emissões de CO2 e dos tempos de trabalho;
• cidade de Nuseirat, na Palestina, o GIS neste caso foi utilizado para avaliar a localização dos contêineres de resíduos sólidos distribuídos pela cidade. Da análise, ficou evidente que os 222 contêineres existentes estão colocados em locais inadequados e seu número não é suficiente para cobrir todas as áreas da cidade. São, de fato, necessários 173 contêineres adicionais com um processo de redistribuição para atender às necessidades da cidade. Foi então analisada a rota dos veículos utilizados para a coleta de resíduos e é necessária a reorganização das rotas para obter um processo eficaz de coleta.

Superar os desafios na gestão de resíduos com a transformação digital baseada no GIS

Na gestão de resíduos, a utilização de metodologias relacionadas à transformação digital baseada no GIS apresenta atualmente desafios que devem ser superados.

Em primeiro lugar, a conformidade com as normas: em termos de gestão de resíduos, existem numerosas normas e padrões que variam de estado para estado e, portanto, as empresas de gestão de resíduos que utilizam sistemas de informação espacial precisam de mais informações sobre os parâmetros que lhes permitem atender aos crescentes padrões de conformidade de hoje.

Um desafio adicional é, sem dúvida, a sustentabilidade: desde a melhoria da separação dos materiais na fonte através de métodos de coleta otimizados até sistemas de reciclagem melhorados, a sustentabilidade continua sendo um dos maiores desafios enfrentados e a ser aprimorada com a transformação digital.

Não se pode esquecer a eficiência: se hoje nos deparamos com gestões de resíduos ineficientes, com desperdício em termos econômicos e de tempo, a utilização de informações espaciais e dados em tempo real permite um melhor planejamento dos recursos e das rotas e uma maior automação dos fluxos.

Tendências futuras: como os GIS e as ferramentas digitais estão moldando a gestão de resíduos

A gestão de resíduos pode ser otimizada com a ajuda de ferramentas digitais inovadoras que permitem a gestão de gêmeos digitais geoespaciais e que podem revolucionar também a coleta, o monitoramento e a gestão de resíduos em canteiros e cidades inteligentes.

Modelar a cidade e as infraestruturas em um único ambiente constituído por dados geoespaciais GIS significa possibilitar a integração dinâmica e bidirecional entre o sistema openBIM e o GIS: ao modelo BIM da cidade se integram, de fato, tecnologias avançadas e análises espaciais para otimizar os processos de coleta, descarte e reciclagem de resíduos. As ferramentas de análise espacial do GIS permitem que as partes interessadas se envolvam ativamente na seleção do local e conduzam análises de cenário para determinar as melhores soluções na gestão de resíduos em direção aos centros de descarte e aos aterros.

Além disso, os sistemas GIS otimizam as rotas de gestão de resíduos utilizando ferramentas de análise de rede para determinar rotas eficientes considerando redes viárias e condições de tráfego.

O projetista pode assim planejar rotas otimizadas com base em critérios como fontes de resíduos, horários e limites de serviço e pode, ao mesmo tempo, monitorar em tempo real as atividades relacionadas aos resíduos, integrando dados de várias fontes.

Tudo isso, naturalmente, melhora o processo decisional, eficiência e a sustentabilidade na gestão de resíduos através de estratégias informadas baseadas em dados espaciais.