As fugas de água visíveis, quer tenham origem em roturas de condutas, nas transições entre materiais ou nos acessórios, nas descargas de fundo ou de superfície de reservatórios, ou câmaras de perda de carga, entre outras, devem ser alvo de uma análise cuidada, caso a caso, atendendo ao tipo e dimensão das mesmas e os custos associados ao tempo de reparação, especialmente em horários de trabalho extraordinário. A actuação deve visar a reposição da normalidade tão cedo quanto possível. [14] [k]
Existem ainda as fugas de água não visíveis por não acorrerem à superfície, estas devem ser identificadas através de simulações no EPANET, da análise dos caudais mínimos nocturnos, análise dos dados da telemetria, sondagens acústicas. A identificação de um consumo anormal de água ao longo da noite deve conduzir à patrulha da rede em análise com o objectivo de identificar a fuga. Estas fugas não visíveis (em que a água não se repercute à superfície) podem estar a enviar a água
para o interior da rede pluvial bem como para a rede de saneamento básico, ou ainda poderá estar a ser absorvida pela porosidade e permeabilidade do solo. [14] [k]
Para detectar as fugas cuja água que não surge à superfície será necessário recorrer a Step-Testing, que incluem procedimentos e técnicas que revelam eficácia na detecção de fugas. Consiste em analisar o aumento de pressão, ou a diminuição do caudal mínimo nocturno a quando do fecho sequencial de válvulas de pequenos troços de conduta de um sistema de abastecimento em estudo. O facto de haver uma variação abrupta nos caudais e/ou pressão poderão ser indicadores de um consumo (perda de água) excessivo no troço que foi fechado (logo a fuga/rotura encontrar-se-á entre a válvula fechada e a anteriormente fechada).
Deve-se recorrer ao Step-Testing caso a fuga não seja detectada por nenhuma outra forma, pois o Step-Testing para além de ficar dispendioso, (pois acarreta pagamento de horas extraordinárias em período nocturno) provoca também elevado desgaste nas condutas e acessórios devido ao quase inevitável choque hidráulico que ocorre com o seccionamento das válvulas, podendo vir a gerar novos problemas e provocar novas roturas. Os Step-Testing apesar de todas estas contra- indicações/desvantagens, e apesar de também poderem criar algum incómodo no uso normal da água por parte dos clientes (cortes temporários do abastecimento de água), têm a grande vantagem de serem bastante eficazes e rápidos a indicar/identificar em que secção da rede de abastecimento se encontra a fuga de água. Estes ensaios só se conseguem executar com garantia de resultados fidedignos quando existe um bom cadastro da rede.
Quando não existe um cadastro que permita efectuar uma prévia análise das condutas e suas válvulas, quando não existe um cadastro que permite saber e conhecer o verdadeiro traçado da rede, é mais complicado saber quais as válvulas que controlam quais condutas, é mais complicado decifrar por onde anda a conduta e por isso mais difícil detectar as fugas por Step-Testing. A execução do Step-Testing fica facilitada quando ao sistema está ligado um sistema de telemetria, que forneça em tempo real as variações de Caudais e/ou Pressões, se não existir um sistema de telemetria, é necessária a presença de um operador junto ao medidor de caudal que se encontra à entrada dessa ZMC, para que sejam transmitidas as variações de caudal aos técnicos que operam as manobras de fecho das válvulas de seccionamento da rede.
As tecnologias de detecção acústica de fugas de água podem ser utilizadas de forma complementar ao Step-testing ou quando não é possível usar o Step-Testing. Usar vários registadores acústicos (instalados em válvulas de seccionamento, válvulas de ramal; marcos de incêndio) e ir percorrendo a rede até se conseguir aproximar dos locais onde o ruído é mais intenso e indicador de fuga. Esta técnica não causa impacto na rede como o que acontece com os Step-Testing, mas é uma forma de tentativa erro que pode convergir mais ou menos rapidamente para o local de fuga, logo é uma forma mais demorada que o Step-Testing de detectar a zona da fuga, e envolve uma equipa permanente de trabalho a efectuar constantemente este tipo de análise. Contudo em explorações onde não haja disponível um cadastro, ou o conhecimento da localização e distribuição das condutas, esta será uma forma eficaz de detectar as zonas da fuga.
Há casos em que as fugas não são na conduta principal, mas sim nos ramais de ligação às redes prediais. Nesses casos será necessário efectuar posteriormente um teste ao ramal colocando este sobre pressão durante alguns minutos. Caso haja decaimento da pressão, será sinal da existência fuga. Esta é uma forma de despistar as fugas de água em ramais domiciliários (fugas muito frequentes).
Figura 47: Detecção de fugas em ramal. Fecho de Válvula (Cabeça Móvel); Tirar contador/Colocar Manómetro de
Pressão; Leitura da Variação da Pressão durante 5 a 10 min.
De ter em conta que para efectuar estes procedimentos, antes e depois do Step-Testing, previamente à partida para o trabalho de campo deve procurar-se avaliar os consumos dos clientes especiais afectos à rede em causa, para despistar falsos alarmes, deve ser efectuada uma análise em cadastro da sequência de fecho de válvulas, e dividido o sistema em partes (tornar uma rede malhada em pequenas partes ramificadas). Caso a zona não possa ser identificada desta forma, devem realizar-se manobras na rede que permitam isolar a área geográfica onde se localiza a perda. Sempre que existam equipamentos para detecção rigorosa de fugas, como sejam equipamentos acústicos, devem ser utilizados para diminuir o grau de incerteza quanto à localização. Por último, procede-se à reparação, após a qual se deve garantir que foi reposta a normalidade com qualidade. [14] [k]
Apresenta-se de seguida imagens do método usado para reparação de uma fuga na conduta. Após a sua detecção pelo Step-Testing, faz-se uma sondagem ao terreno à procura de indícios do local exacto da fuga, procurando existência de água à superfície, presença de água na rede de saneamento e/ou águas pluviais. Havendo a presença dessa água efectua-se uma rápida análise de Cloro, pH e Condutividade da água presente, no sentido de confirmar se possui características e propriedades idênticas à da água do sistema de abastecimento. Em alternativa e caso a água não esteja visível deve-se recorrer à análise da queda de pressão em ligações de ramais (anteriormente já referido) ou então recorrer a sondagens acústicas.
Após a localização exacta da fuga há que abrir um pequeno buraco, confirmar a presença de água, fechar a válvula a montante e jusante, proceder ao corte do tubo e substituir por um novo, ou substituir o eventual acessório danificado, rectificando o erro. De referir o pormenor que para se conseguir efectuar uma correcta soldadura (eletrofusão) do tubo em PEAD, este não deve conter nenhuma quantidade de água vestígial que seja, e, caso necessário, para isso é colocado no interior do tubo um balão com ar que vai estancar a água, e que depois de reparada a fuga e reposta a normal circulação de água, este balão será desfeito com a energia do escoamento saindo na primeira descarga que se efectua.
Figura 48: Reparação de uma conduta com abertura de vala e com eletrofusão (soldadura) da conduta. Para as fugas de menor dimensão, utilizam-se as técnicas acústicas, consideradas de maior eficácia. Baseiam-se no facto da água, ao sair pelo orifício da
fuga, originar vibrações na conduta, a que está associado um som específico definido por uma determinada gama de frequências dominantes. As frequências emitidas dependem das características da fuga, do material da conduta, da pressão de funcionamento e do tipo e grau de saturação do solo envolvente. A frequência e a intensidade da onda sonora permitem prever a localização do ponto emissor – a fuga que se pretende localizar. [14] [k]
Apesar de ser possível localizar uma fuga através do som, existem outras fontes de ruído, muitas geradas na própria rede de abastecimento, que podem dificultar esta operação e induzir a operação em erro, tais como o consumo de água por clientes, as perdas de carga provocadas por válvulas redutoras de pressão, obstruções parciais da conduta, reduções de diâmetro, válvulas parcialmente fechadas, curvas ou mesmo interferência eléctrica. [14] [k]
Um dos métodos mais utilizados para a localização de fugas é a sondagem acústica directa, quer por razões económicas, quer por facilidade de aplicação. Esta técnica consiste em sondar directamente pontos de fácil acesso da tubagem – acessórios metálicos, bocas ou marcos de incêndio e bocas de rega – através da vareta de auscultação, que pode ser dotada de um amplificador e de um filtro de ruído. A posição da fuga corresponde, geralmente, ao ponto onde o som é captado com maior intensidade, sendo a eficácia deste método fortemente dependente da agudeza acústica e da experiência do operador. [14] [k]
Pode, também, efectuar-se a sondagem acústica indirecta, análoga à anterior mas em que a escuta é efectuada à superfície do solo, por cima da conduta, com a utilização de geófonos, quando as características do terreno o permitam. Esta técnica é mais limitada que a anterior uma vez que, muitas vezes, se desconhece a localização da conduta, ou existem outras condutas na proximidade. [14] [k]
Estes métodos são os mais utilizados, atendendo ao baixo custo do equipamento e à rapidez e flexibilidade de aplicação. Todavia, nem sempre existe um ponto de escuta próximo da fuga e, por vezes, é difícil distinguir o ponto com maior intensidade de ruído. A existência de ruídos de fundo, ou os casos em que a fuga emite em som pouco intenso, dificultam a obtenção de resultados satisfatórios. [k]
Com a evolução das tecnologias, surgiram novos equipamentos para detecção e localização de fugas de água com base na análise acústica, designados por registadores acústicos. [k] Por vezes é necessário recorrer a instrumentos detectores de metais para localizar as cabeças móveis (onde são inseridos os registadores acústicos), pois estas encontram-se cobertas pelo asfalto que muitas vezes é originado pela repavimentação das vias.
Figura 50: Registadores acústicos
Os Phocus2, registadores acústicos existentes na INDAQUA Santo Tirso/Trofa, são colocados em marcos de incêndio, válvulas de seccionamento ou de ramal e identificam a existência ou não de fuga. Em tubagens plásticas, é aconselhável não se ultrapassar os 50 metros de distância entre registadores. Uma luz no display de cada registador indica se há ou não fuga na proximidade do mesmo. [k]
As tecnologias de sondagem acústica têm evoluído de tal forma que a localização da fuga é já conseguida com bastante exactidão. A mais utilizada é o correlador acústico que após a captação do sinal sonoro provocado pela fuga, em dois ou mais pontos diferentes da conduta, calcula a posição relativa da fuga por correlação, cruzada da diferença de tempo na chegada de duas frequências iguais. A posição de uma fuga, X, é dada pela seguinte relação:
2 Δt a L X (1)
sendo L a distância entre os dois pontos de medição definida à partida pelo operador;
∆t a diferença de tempo de chegada de sinais sonoros idênticos; e ―a‖ a velocidade de
propagação do som no meio. [k]
Figura 51: Correlador acústico
Figura 52: Princípio da correlação acústica
A velocidade de propagação do som no meio, depende das características do fluído e da conduta, podendo ser determinada directamente pelo correlador acústico através da análise do ruído, ou constituir um dado de entrada resultante da consulta de Quadros previamente preparados ou existentes. A INDAQUA possui dois equipamentos de correlação acústica, ZetaCorr, um deles tem 3 e o outro tem 8 registadores, o software do equipamento faz a correlação entre as combinações possíveis dos 3 ou dos 8 pontos, respectivamente. Para tubagens metálicas a eficácia e exactidão na localização da fuga é excelente, mesmo para distâncias entre registadores da ordem dos 200 metros, para tubagens plásticas a eficácia do equipamento é menor e as distâncias entre registadores não deverão ultrapassar os 50 metros. [k]