PERSPECTIVAS, TENDÊNCIAS E OPORTUNIDADES DE PESQUISA PARA FUTUROS TRABALHOS

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 249 APÊNDICE A – FLUXOGRAMAS ENERGÉTICOS E HIDRÁULICOS DAS UNIDADES DE ANÁLISE DE SAAS ... 267 APÊNDICE B – CÁLCULO DA CURVA DO SISTEMA DE ALTO RECALQUE DA COPASA/ITAJUBÁ ... 272 APÊNDICE C – CÁLCULO DA QUEDA LÍQUIDA DA CAPTAÇÃO DE ÁGUA BRUTA DA SERRA DOS TOLEDOS DA COPASA/ITAJUBÁ ... 277 APÊNDICE D – MODELAGEM HIDRÁULICA DE REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA PARA OBTENÇÃO DO INDICADOR de carga hidráulica disponibilizada ... 280 APÊNDICE E – PADRÃO DE PRODUÇÃO, BOMBEAMENTO E VARIAÇÃO DE NÍVEL DE RESERVATÓRIO – COPASA ITAJUBÁ ... 302 APÊNDICE F – SUPERFÍCIES DE INTERPOLAÇÃO DE CURVAS DE ROTAÇÃO VARIÁVEL ... 308 APÊNDICE G - ANÁLISE ENVOLTÓRIA DE DADOS E O SEU USO NA MEDIÇÃO DE EFICIÊNCIA DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA (SAAS) ... 311 ANEXO A – CURVAS DOS CONJUNTOS MOTO-BOMBA DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIO DE ÁGUA BRUTA (CAPTAÇÃO) – COPASA ITAJUBÁ ... 315

1 INTRODUÇÃO

Água e energia elétrica são dois dos mais importantes recursos utilizados em diversos setores produtivos, bem como no cotidiano das populações. O alarde mundial acerca das mudanças climáticas trouxe à tona elos até então pouco abordados entre esses dois recursos. Se, por um lado, o mau uso dos recursos energéticos é tido como a principal causa do aquecimento global, por outro, aproxima-se de um consenso científico o fato de que as principais consequências das mudanças climáticas sobre os seres humanos terão como vetor a água – por exemplo, pelo aumento da frequência e magnitude de secas, inundações e proliferação de doenças de veiculação hídrica (UNESCO, 2009).

Segundo a UNESCO (2009), água e energia estão sujeitas a pressões de mesma natureza: demográficas, econômicas, sociais e tecnológicas. Nesse contexto, promover a eficiência hidráulica e energética de sistemas de abastecimento de água (SAAs) torna-se um objetivo estratégico para o alcance da sustentabilidade de cidades e nações, uma vez que, na sua maioria, tais sistemas demandam grandes montantes de energia elétrica para bombeamento, ao mesmo tempo em que perdem significativa parcela da água captada durante o processo de disponibilização.

Considerando-se a amostra de municípios participantes do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) (BRASIL, 2011b), em 2009, 612 prestadores de serviços de água e esgoto nacionais eram de administração pública direta, 364 autarquias, 34 sociedades de economia mista, 3 empresas públicas, 48 empresas privadas e 3 organizações sociais. Esse cenário é semelhante ao da Austrália, e difere, por exemplo, do Reino Unido (majoritariamente privado) e dos Estados Unidos (equilíbrio entre sistemas públicos e privados) (BYRNES et al., 2010). Ehrhardt e Janson (2010) indicam que a regulamentação convencional utilizada em serviços de água não possui motivações comerciais, impedindo a maximização dos lucros. Para os autores, tal regulamentação deveria ser adaptada de forma a permitir que os cidadãos avaliassem o desempenho dos serviços, obrigando os governos a considerar a questão da eficiência na gestão dos sistemas. A falta de competição no setor, no qual se verificam monopólios na produção e fornecimento, é indicada por Abbott e Cohen (2009) e Tupper e Resende (2004) como um dos principais motivos da baixa eficiência dos sistemas de abastecimento de água. Vários estudos (SAAL; PARKER, 2001; TUPPER; RESENDE, 2004; NAUGES; VAN DEN BERG, 2008; ABBOTT; COHEN, 2009; WALTER et al., 2009; BYRNES et al., 2010;) indicam que a regulação é o principal fator a exercer

influência sobre a eficiência de SAAs, superando, inclusive, a questão da propriedade1 (pública ou privada).

Para Perard (20102, apud ARARAL, 2010), os serviços de abastecimento de água sofrem com excessivas interferências políticas e centralização, dificultando o alcance de objetivos técnicos voltados ao aumento de seu desempenho. O exemplo mais relevante da ineficiência dos serviços de abastecimento no Brasil é o índice médio de perdas de água, que no ano de 2009 se aproximou dos 40% (BRASIL, 2011b). Assumindo-se que o consumo energético é diretamente proporcional ao volume de água bombeado, o desperdício de energia elétrica nos sistemas é, no mínimo, da mesma magnitude. Rogers (20053 apud ROGERS; LOUIS, 2009) afirma que as abordagens utilizadas no setor público de abastecimento de água para determinação e avaliação de desempenho são inadequadas, uma vez que estas não fornecem uma visão consistente, baseada na eficiência e referentes a padrões de qualidade uniformes.

Contribui com esse cenário de ineficiências o ainda incipiente processo de cobrança pelo uso dos recursos hídricos, importante mecanismo de gestão instituído pela Lei no 9.433 (BRASIL, 1997). Quando efetivo, este mecanismo pode atuar como inibidor de perdas, uma vez que os volumes brutos captados nos diferentes tipos de mananciais passam a ser contabilizados como despesas pelas empresas de abastecimento de água.

1.1 OBJETIVOS

O objetivo desta pesquisa é desenvolver e avaliar um conjunto de indicadores de eficiência hidráulica e energética para SAAs, que permita comparar a situação atual de um sistema com a sua condição tecnicamente ótima, referente aos fatores e componentes, físicos e operacionais, mais relevantes no contexto hidráulico e energético. Esta condição ótima,

1 _{Segundo Barret e Wallace (2011), a privatização e aumento da participação da iniciativa privada nos SAAs são}

tendências mundiais, voltadas à melhoria dos baixos níveis de desempenho e eficiência desses sistemas. Essa tendência se baseia na teoria econômica, que sugere que empresas privadas são mais eficientes que aquelas de propriedade pública (RENZETTI; DUPONT, 2010), apesar de a literatura empírica não apresentar evidências que suportem essa hipótese no contexto dos sistemas de abastecimento de água (ANWANDTER; OZUNA, 2002; RENZETTI; DUPONT, 2010).

2 _{PERARD, E. Private sector participation and regulatory reform in water supply in the Southern Mediterranean}

region. Water Policy, Londres, v. 12, p. 41-65, 2010 apud ARARAL, E. Improving effectiveness and efficiency in the water sector: institutions, infrastructure and indicators. Water Policy, Londres, v. 12, p. 1-7, 2010.

3 _{ROGERS, J. W. Standardized performance assessment and evaluation model for community water}

systems. 2005. 431 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Sistemas) – Escola de Engenharia e Ciências

Aplicadas, Universidade da Virgínia, Charlottesville, 2005 apud ROGERS, J. W.; LOUIS, G. E. Conceptualization of a robust performance assessment and evaluation model for consolidating community water systems. Journal of Environmental Management, Amsterdam, v. 90, p. 786-797, 2009.

representada por um valor-alvo, corresponde ao valor da variável analisada que propicia o menor consumo de água e/ou energia elétrica na unidade considerada, atendendo, simultaneamente, aos limites e requisitos operacionais do sistema (demandas de água e pressões de serviço, variáveis em termos espaciais e temporais).

Prioriza-se na pesquisa um sistema de medição de eficiência absoluta, ou seja, a máxima eficiência de um sistema, individualmente. A abordagem de eficiência relativa (comparação da eficiência de vários sistemas) é utilizada somente em situações nas quais a análise de eficiência absoluta é inviável ou inadequada.

1.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS São objetivos específicos da pesquisa:

• Identificar, através de uma extensiva revisão da literatura, o estado da arte sobre medição de eficiência hidráulica e energética em sistemas de abastecimento de água; • Desenvolver uma análise crítica – sob o ponto de vista da eficiência hidráulica e

energética – sobre os métodos, indicadores e práticas de medição de eficiência e desempenho tradicionalmente utilizadas em SAAs;

• Identificar os principais fluxos hidráulicos – de massa (vazão) e carga hidráulica – e de energia elétrica existentes em SAAs;

• Modelar matematicamente as relações entre estes fluxos hidráulicos e energéticos; • Identificar, com base neste modelo matemático, os principais fatores que influenciam o

consumo de água e energia elétrica em SAAs;

• Propor, a partir dos principais fatores identificados, indicadores de eficiência e métodos de análise que permitam comparar o atual nível de consumo de água e energia elétrica de um SAA com o nível ótimo tecnicamente atingível;

• Avaliar o conjunto de indicadores e métodos propostos através de estudos de caso em SAAs reais.