UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT
HUGO MANFRINATO FILHO
AVALIAÇÃO DAS PERDAS NO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE
ÁGUA – SETOR COMERCIAL, SINOP/MT
Sinop
2016
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT
HUGO MANFRINATO FILHO
AVALIAÇÃO DAS PERDAS NO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE
ÁGUA – SETOR COMERCIAL, SINOP/MT
Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Prof. Orientador: Especialista Cézar Cláudio Granetto.
Sinop
2016
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Índices Percentuais de Perdas. ... 19 Tabela 2 - Matriz do balanço hídrico. ... 27 Tabela 3 - Cronograma. ... 33
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Origem e magnitude das perdas físicas. ... 15
Quadro 2 - Perdas aparentes. ... 15
Quadro 3 – Informações-chave. ... 18
Quadro 4 - Indicadores de perdas e informações-chave (básicos). ... 29
Quadro 5 - Indicadores de perdas e informações-chave (intermediários/avançados). ... 29
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 – Índice de Perda na Distribuição (IPD) ... 19
Equação 2 – Índice de Perda de Faturamento (IPF) ... 19
Equação 3 – Índice Linear Bruto (ILB) ... 20
Equação 4 – Indice de Perda por Ligação (IPL) ... 21
Equação 5 – Índice de Perda Real/Física na Distribuição ... 22
Equação 6 – Volume Fisicamente Utilizado ... 22
Equação 7 – Eficiência da Micromedição ... 22
Equação 8 – Índice Linear de Perda Real/Física (ILR) ... 23
Equação 9 – Índice de Perda Real/Física na Produção (PRP/PFP) ... 23
Equação 10 – Índice de Perda Real/Física na Adução (PRA/PFA) ... 24
Equação 11 – Índice de Perda Real no Tratamento (PTR) ... 24
Equação 12 – Índice Total de Perdas Real/Física (TPR/TPF) ... 24
Equação 13 – Índice de Vazamentos da Infraestrutura (IVI) ... 25
Equação 14 – Perdas Reais Corrente Anuais (PRAC) ... 25
Equação 15 – Perdas Reais Anuais Inevitáteis (PRAI) ... 25
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Classificação dos vazamentos. ... 16 Figura 2 - Percentual água não faturada em diversas regiões do mundo ... 20 Figura 3 - Perdas reais por km de extensão da rede ... 21
LISTA DE ABREVIATURAS
Abreviaturas
ASSA – Águas de Sinop S. A.
IRAR – Instituto Regulador de Águas e Resíduos IWA – International Water Association
MT – Mato Grosso
PNCDA – Projeto Nacional de Combate ao Desperdício de Água PP – Projeto de Pesquisa
DADOS DE IDENTIFICAÇÃO
1. Título: Avaliação de Perdas no Sistema de Abastecimento de Água – Setor
Comercial, Sinop/MT.
2. Tema: 30700000 – Engenharia Sanitária.
3. Delimitação do Tema: 307003018 – Técnicas de Abastecimento da Água. 4. Proponente: Hugo Manfrinato Filho.
5. Orientador: Cézar Cláudio Granetto.
6. Estabelecimento de Ensino: Universidade do Estado do Mato Grosso –
UNEMAT.
7. Público Alvo: Empresas de saneamento públicas ou privadas.
8. Localização: Avenida dos Ingás, número 3001, Jardim Imperial, Sinop-MT,
CEP 78550-000, Telefone: 66 3511 2128.
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS ... I LISTA DE QUADROS ... II LISTA DE EQUAÇÕES ... III LISTA DE FIGURAS ... IV LISTA DE ABREVIATURAS ... V DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ... VI 1 INTRODUÇÃO ... 9 2 PROBLEMATIZAÇÃO ... 10 3 JUSTIFICATIVA... 11 4 OBJETIVOS ... 12 4.1 OBJETIVO GERAL ... 12 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 12 5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 13
5.1 ABASTECIMENTO DE ÁGUA E PERDAS ... 13
5.2 ORIGEM DAS PERDAS E SUAS CAUSAS ... 14
5.3 AVALIAÇÃO DAS PERDAS ... 15
5.4 INDICADORES DE PERDA ... 16
5.4.1 Informações-chave ... 16
5.4.2 Indicadores básicos de desempenho ... 18
5.4.3 Definição dos indicadores intermediários e avançados ... 21
5.4.4 Indicadores avançados ... 25
5.4.5 Perdas ... 26
5.4.5.1 Método balanço hídrico ... 26
6 METODOLOGIA ... 30
6.1 CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE SINOP .... 30
6.2 CARACTERIZAÇÃO DO SETOR DE FORNECIMENTO ... 30
6.2.1 Dados comerciais do setor ... 30
6.2.2 Área geográfica ... 30
6.3 CARACTERIZAÇÃO DOS PROCEDIMENTOS DA SAÍDA A CAMPO ... 30
6.4 PROCEDIMENTOS PARA COLETA E AVALIAÇÃO DE DADOS ... 31
6.4.1 Volume disponibilizado ... 31
6.4.2 Volume utilizado ... 31
6.4.3 Perdas reais ... 31
6.5 INDICADORES BÁSICOS DE DESEMPENHO ... 31
6.5.1 Índice de Perda na Distribuição (IPD) ou Água Não Contabilizada (ANC) 31
6.5.2 Índice de Perda de Faturamento (IPF) ou Água Não Faturada (ANF) 32
6.5.3 Índice Linear Bruto de Perda (IPD) ... 32
6.5.4 Índice de Perda por Ligação (IPL) ... 32
6.6 INDICADORES AVANÇADOS DE DESEMPENHO... 32
6.6.1 Índice de Vazamento na Infraestrutura (IVI) ... 32
7 CRONOGRAMA ... 33
1 INTRODUÇÃO
A água é um recurso natural finito, por este motivo é de grande importância estudos que tragam economias no uso e gerem formas de reutilização, consequentemente reduzindo o desperdício de água e energia do sistema de abastecimento de água potável.
A importância em ter-se um sistema eficaz de abastecimento de água vem trazendo ao longo das últimas décadas do século XX, grandes esforços e investimentos são realizados na área, tornando possível o transporte e distribuição de água potável e de boa qualidade ao número máximo de usuários possíveis, especialmente em países menos favorecidos por água potável (TSUTIYA, 2006).
Na procura em otimizar os lucros, tratando a água como produto comercializado a inserção de parâmetros para avaliação do sistema faz-se necessário, uma vez que a água que passa por todo o processo e não é faturado pela empresa ocasiona prejuízo na receita da companhia.
O projeto de pesquisa refere-se ao sistema de distribuição de água, com origem na captação até a micromedição até o consumidor final devidamente credenciado pela empresa responsável pelo fornecimento da água, a equiparação do sistema operacional com outras empresas do ramo faz com que as gestões dessas companhias cresçam e obtenham resultados das diferentes etapas que consistem o sistema de abastecimento em geral e avanços progressivos na meta de preservação do recurso hídrico em questionamento, a água.
2 PROBLEMATIZAÇÃO
O Instituto Regulador de Águas e Resíduos – IRAR de Portugal que regula as concessionárias de serviços de águas e resíduos, tem como um dos seus principais objetivos otimizar as potencialidades das empresas de abastecimento de água e desenvolver métodos e instrumentos de apoio a regulação que não é imposta as companhias, pois sua utilização é totalmente voluntária por parte das entidades gestoras. Indicadores de desempenho são medidas da eficiência e eficácia relativamente a aspectos específicos do sistema operacional, tornando-se direta e transparente, simplificando uma situação que outrora seria complexa (BAPTISTA et.
al., 2004).
Na metodologia da avaliação o IRAR adota as considerações da International
Water Association – IWA, a padronização do método permite avaliar os indicadores
com diversas empresas de abastecimento de água do mundo, a análise da boa performance cresce junto a responsabilidade perante a sociedade (BAPTISTA et. al., 2004).
O fornecimento de água em Sinop, Mato Grosso – MT é realizado pela empresa privada Águas de Sinop S. A. - ASSA, que faz parte do grupo Nascentes do Xingú presente em outras 23 concessões no MT. Desde a captação até distribuição da água aos consumidores, o fornecimento é dividido por setores com grandes reservatórios que tem a função de distribuir a água por todos os ramais que lhe incorporam, o presente projeto visa a análise de um desses Setores de Fornecimento – SF, relatórios mensais dos dados de utilização são elaborados por técnicos da companhia de acordo com o sistema, dados totalmente automatizados. Esses relatórios comporão as informações-chave do trabalho.
Diante dos indicadores expostos no Projeto de Pesquisa – PP, realizar-se-á uma avaliação do sistema operacional com fundamentação nos indicadores de perdas utilizados pela IWA e adotado pelo PNCDA, aplicando na empresa privada Águas de Sinop S. A. durante os meses de setembro, outubro e novembro de 2016.
3 JUSTIFICATIVA
A implantação ou a melhoria do sistema de abastecimento de água repercuti imediatamente sobre a saúde da população em geral, reações microbiológicas podem acontecer na decorrência de uma despressurização na tubulação do sistema de abastecimento de água.
A redução das perdas físicas permite minimizar os custos de funcionamento e manutenção do sistema, e otimizar a utilização das instalações existentes, proporcionando o aumento da oferta de água tratada sem que haja expansão do sistema produtor (SILVA E CONEJO, 1999).
A perda é relacionada à conservação de recursos naturais, pois quanto maior é o volume minimizado que se perde no sistema, menor é a necessidade de ampliação ou exploração das captações de água, ocasionando menor impacto no meio ambiente. Pode-se argumentar que as perdas reais recarregam o lençol freático, mas isso não parece uma acertada de gestão dos recursos hídrico (TSUTIYA, 2006).
A possibilidade de identificar resultados que indicam o desempenho do processo de distribuição desde a origem ao consumidor final, e analisar o rendimento diante de outras empresas nacionais e internacionais do ramo de abastecimento de água. O empenho de órgãos regularizadores em ter-se referências padronizadas, que indiquem possíveis erros operacionais agrega valor no sentido da preservação de recursos naturais.
4 OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GERAL
Avaliar as perdas no sistema de fornecimento do sistema de abastecimento de água do bairro Setor Comercial, município de Sinop, Mato Grosso.
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar as atividades operacionais da empresa responsável pela diminuição das perdas não físicas no Setor de Fornecimento;
Apontar possíveis causas de perdas no sistema em estudo;
Avaliar, de acordo com os indicadores de perdas o sistema de fornecimento.
5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
5.1 ABASTECIMENTO DE ÁGUA E PERDAS
O favorecimento pelo sistema de abastecimento de água é uma das fundamentais prioridades da população, tanto em quantidade quanto em qualidade adequadas são de suma importância quando relacionadas ao desenvolvimento industrial e à saúde (TSUTIYA, 2006).
As principais carências do sistema de abastecimento de água nos cenários atuais se concentram nos centros urbanos mais desenvolvidos, devem-se essencialmente à deterioração dos sistemas mais antigos, principalmente na parte de distribuição de água, com tubulações antigas apresentando frequentes problemas de rompimento e de vazamento de água, ou mesmo o crescimento populacional acelerado em desordem ocasionando a falta do abastecimento. Deste modo, para tal centros urbanos, as regularizações e adequações necessárias dos serviços de abastecimento de água mais antigos, assim como a construção e ampliação dos sistemas para áreas de crescimento (TSUTIYA, 2006).
Avalia-se que os maiores investimentos em centros urbanizados serão para a recuperação das partes mais antigas do sistema de distribuição de água potável. A não manutenção apropriada dos sistemas de transporte e distribuição de água acarretam elevada perda de água ocasionada pela deterioração dos sistemas, acarretando importantes perdas de faturamento por parte da companhia devido aos vazamentos, também torna vulnerável o sistema de abastecimento à contaminação da água através da perda de estanqueidade das juntas e tubulações danificadas. Quando se trata de perda de água a primeira noção que vem à mente é de que a água produzida se perdeu pelo caminho, não se chegando ao uso final pelos clientes da companhia de saneamento. Essa noção, entretanto, trata a perda como algo físico, um vazamento com volume de água perdido, por exemplo. Tem-se aqui efetivamente um caso concreto de um produto industrializado que se perde no transporte até o consumidor (TSUTIYA, 2006).
O conceito vai muito além quando se trata em perda. Sob a perspectiva industrial, por exemplo, o produto entregue e, por alguma ineficiência, não for faturado, tem-se um volume produzido não contabilizado pela prestadora do serviço de abastecimento, ou seja, esse valor que não receita é prejuízo, é perda também, só
que de conotação diferente ao caso anterior, tendo sua referência comercial (TSUTIYA, 2006).
As perdas físicas totais em um sistema de abastecimento de água são as perdas que ocorrem durante o processo da captação da água até o cavalete do consumidor. Incluem-se no processo as perdas na captação e adução de água bruta; no tratamento; nos reservatórios nas adutoras, subadutoras de água tratada e instalações de recalque; e nas redes de distribuição e ramais prediais, até o cavalete (SILVA & CONEJO, 1999).
Já as perdas não físicas originam-se de ligações não credenciadas ou clandestinas, hidrômetros parados ou fraudado e outras. Nesse caso, também são perdas de faturamento, uma vez que seu principal indicador é a relação entre o volume disponibilizado e o volume faturado (SILVA & CONEJO, 1999).
Importante neste momento é a diversidade de considerações sobre o que é perda e o que não é perda em sistema de abastecimento de água. Entre as companhias de saneamento do Brasil não há convergências no assunto, e de forma mais complexa, entre companhias de diversos países. A tentativa de criar parâmetros para comparação de performance entre sistemas distintos e um correto acompanhamento dos indicadores, vem sendo desenvolvida junto aos consultores de companhias do mundo inteiro (TSUTIYA, 2006).
Recentemente, a IWA publicou um manual de melhores práticas para avaliação de desempenho de sistema de abastecimento de água, aderindo ao indicador de vazamento da infraestrutura (Alegre et. al., 2000).
5.2 ORIGEM DAS PERDAS E SUAS CAUSAS
A administração tem de estar ciente quanto as reduções de perdas físicas para utilizar as instalações existentes para aumentar a oferta, sem expansão do sistema produtor, permitindo diminuir os custos da produção, reduzindo o consumo de energia, de produtos químicos e outros (TSUTIYA, 2006).
Há diversos trabalhos e pesquisas que concluem sobre o tema, identificando que o combate ás perdas implica na redução do volume não contabilizado, exigindo medidas que permitam a redução das perdas físicas e não físicas (TSUTIYA, 2006).
As origens e magnitudes das perdas reais por subsistema podem ser representadas esquematicamente, conforme Quadro 1.
P E RD AS FIS ICAS
SUBSISTEMA ORIGEM MAGNITUDE
Adução de Água Bruta Vazamento nas tubulações Limpeza do poço de sucção
Variável, função do estado das tubulações e da eficiência operacional Tratamento Vazamentos estruturais Lavagem de filtros Descarga de lodo
Significativa, função do estado das instalações e da eficiência operacional
Reservação
Vazamentos Estruturais Extravasamentos Limpeza
Variável, função do estado das tubulações e da eficiência operacional Adução de Água Tratada Vazamento nas tubulações Limpeza do poço de sucção Descargas
Variável, função do estado das tubulações e da eficiência operacional Distribuição Vazamento na rede Vazamento em ramais Descargas
Significativa, função do estado das tubulações e das pressões
Quadro 1 - Origem e magnitude das perdas físicas. Fonte: (Silva & Conejo, 1999).
Sistema das perdas aparentes e suas causas descrevem-se no quadro 2.
P E RD AS APAR E NT E S ORIGEM MAGNITUDE Ligações Clandestinas/Irregulares
Podem ser significativas, dependendo de: Procedimentos cadastrais e de faturamento, manutenção preventiva,
adequação de hidrômetros e monitoramento do sistema Ligações não hidrometradas
Hidrômetros parados
Hidrômetros que submedem Ligações inativas reabertas Erros de Leitura
Número de economias errado
Quadro 2 - Perdas aparentes. Fonte: (Silva & Conejo, 1999).
5.3 AVALIAÇÃO DAS PERDAS
Pode-se dizer que os volumes de água perdidos nos vazamentos acarretam consigo o custeio com o transporte e a produção, ou seja, a água tratada direcionada ao cliente devidamente cadastrado, que por algum motivo não completar o seu destino final traz prejuízo a empresa do abastecimento (TSUTIYA, 2006).
A detecção de possíveis vazamentos no sistema de distribuição de água tem o princípio da acústica, mas nem todos os vazamentos não-visíveis são detectáveis pelas tecnologias usuais de pesquisa, sendo denominados, no setor de saneamento, de “vazamentos inerentes”, representados no esquema da figura 1 (TSUTIYA, 2006).
Figura 1 - Classificação dos vazamentos. Fonte: (Abende 2001/2002).
5.4 INDICADORES DE PERDA
O avanço da tecnologia é constante no desenvolvimento populacional, para isso a padronização das associações de abastecimento de água para que sejam caracterizadas e comparadas uma com as outras. A IWA apresenta, conceitua e discute uma série de indicadores de desempenho, onde se encontram os indicadores de perdas. No Brasil há as associações de empresas estaduais e municipais que formularam para padronização propostas para os cálculos dos indicadores (AESBE/ASSEMAE, 1997).
Para a determinação dos indicadores de perdas, o número de dias e o volume total perdido serão contados durante o intervalo de tempo em estudo, ou seja, entre os meses de setembro a dezembro de 2016.
São consideradas informações chave as variáveis primordiais para composição dos indicadores de desempenho, estão contidos relatos sobre todas as etapas fundamentais no processo de distribuição e comercialização da água do sistema de abastecimento, descrita abaixo pelo quadro 3.
Volume Disponibilizado (VD)
Soma algébrica dos volumes produzido, exportado e importado, disponibilizados para a distribuição no sistema de abastecimento considerado;
- Volume Produzido (VP)
Volumes efluentes da(s) ETA ou
unidade(s) de tratamento simplificado no sistema de abastecimento considerado;
- Volume Importado (Vim)
Volumes de água potável, com qualidade para pronta distribuição, recebidos de outras áreas de serviço e/ou de outros agentes produtores;
- Volume Exportado (Vex)
Volumes de água potável, com qualidade para a pronta distribuição, transferidos para outras áreas de serviço e/ para outros agentes distribuidores;
Volume Utilizado (VU)
Soma dos volumes micromedido, estimado, recuperado, operacional e especial;
- Volume Micromedido (Vm)
Volumes registradas nas ligações providas de medidores;
- Volume Estimado (VE)
Correspondente à projeção de consumo a partir dos volumes micromedidos em áreas com as mesmas características da estimada, para as mesmas categorias de usuários;
- Volume Recuperado (VR)
Correspondente à neutralização de ligações clandestinas e fraudes;
- Volume Operacional (VO)
Volumes utilizados em testes de
estanqueidade e desinfecção das redes (adutoras, subadutoras e distribuição);
- Volume Especial (Ves)
Volumes (preferencialmente medidos) destinados para o corpo de Bombeiros, caminhões-pipa, suprimentos sociais (favelas, chafarizes) e uso próprio nas edificações do prestador dos serviços;
Volume Faturado (VF)
Todos os volumes de água medida, presumida, estimada, contratada, mínima ou informada, faturados pelo sistema comercial do prestador do serviço;
Número de Ligações
Ativas (NLA) Número de ligações ativas;
Número de Ligações Ativas Micromedidas
(NLAm)
Ligações ativas providas de medidores;
Extensão parcial da rede (EPR)
Extensão de adutoras, subadutoras e redes de distribuição, não contabilizados os ramais prediais;
Extensão Total da Rede (ETR)
Extensão total de adutoras, subadutoras, rede de distribuição e ramais prediais; e
Número de Dias (ND) Quantidade de dias correspondente aos
volumes trabalhados;
Quadro 3 – Informações-chave. Fonte: (Silva e Conejo, 1999).
5.4.2 Indicadores básicos de desempenho
Os indicadores a seguir são analisados com a coleta das informações-chave (SILVA & CONEJO,1999):
Índice de Perda na Distribuição (IPD) ou Água Não Contabilizada (ANC); Índice de Perda de Faturamento (IPF) ou Água Não Faturada (ANF); Índice Linear Bruto (ILB);
Índice de Perda por Ligação (IPL).
É a relação entre o volume utilizado e o volume disponibilizado. A Água que passa pelo procedimento de comercialização e não é contabilizada, agrupa o conjunto das perdas reais e aparentes no subsistema que conglomera a distribuição, conforme equação 1 (SILVA & CONEJO, 1999).
100 VD = IPD VDVU Equação 1
O resultado da equação 1 pode ser relacionado aos níveis da tabela 1 (SILVA & CONEJO, 1999).
Tabela 1 - Índices Percentuais de Perdas.
Índice Total de Perdas (%) Classificação do Sistema
Menor do que 25 Bom
Entre 25 e 40 Regular
Maior do que 40 Ruim
Fonte: TSUTIYA (2006).
b) Índice de Perda de Faturamento (IPF) ou Água Não Faturada (ANF)
É a relação entre o volume faturado e o volume disponibilizado. Representa a composição das perdas físicas e aparentes, congregam volumes utilizados não cobrados, ou seja, o volume especial e o volume operacional, como descrito na equação 2 (SILVA E CONEJO, 1999).
100 VD
=
IPF VDVF Equação 2
Figura 2 - Percentual água não faturada em diversas regiões do mundo (FONTE: PNCDA, 1999)
c) Índice Linear Bruto de Perda (ILB)
É a relação entre o volume perdido total e o comprimento da rede de distribuição de água do sistema em análise, ou seja, este indicador distribui as perdas ao longo da extensão da rede, conforme equação 3 (SILVA E CONEJO, 1999).
ND EP = ILB VU VD Equação 3
d) Índice de Perda por ligação (IPL)
É a relação entre o volume utilizado ao número de redes ativas e o volume disponibilizado, volumétrico como o índice anterior, mas mais preciso que os percentuais, como relata a equação 4 (SILVA &CONEJO, 1999).
ND LA = IPL VU VD Equação 4
As perdas de água podem ser comparadas em diversas regiões do mundo e são identificadas na figura 3.
Figura 3 - Perdas reais por km de extensão da rede (FONTE: PNCDA, 1999)
5.4.3 Definição dos indicadores intermediários e avançados
Os indicadores intermediários são aqueles que, para sua obtenção, necessita de uma análise mais refinada com informações específicas como o refinamento da sua localização especifica e a um isolamento das perdas físicas no sistema (SILVA & CONEJO, 1999).
Segundo Silva & Conejo (1999), os principais indicadores intermediários que se destacam são:
Indicadores específicos de perda real relacionados a condições operacionais
Índice de Perda Real/Física na Distribuição (PRD/PFD); e Índice Linear de Perda Real (ILR).
Índice de Perda Real/Física na Produção (PRP/PFP); Índice de Perda Real/Física na Adução (PRA/PFA); Índice de Perda Real no Tratamento (PTR); e Índice Total de Perda Real/Física (TPR/TPF).
Indicadores específicos de perda real relacionados a condições operacionais
a) Índice de Perda Real/Física da Distribuição
Segundo Silva & Conejo (1999), é a relação o volume fisicamente utilizado (VFU) com o volume disponibilizado (VD), de forma análoga ao Índice de Perda na Distribuição (IPD) como se apresenta na equação 5.
100 VD
=
PRD(PFD) VDVFU Equação 5
Segundo Silva & Conejo (1999), a informação mais complexa do volume fisicamente utilizado incorpora os fatores efetivamente apurados do desvio sistemático de macromedição e micromedição (kM), inicialmente igualados a 1, bem como os fatores aplicados sobre os consumos estimados, ou seja, com 100% de confiabilidade. Isso faz com que, aplicadas às variações cabíveis, o volume fisicamente utilizado seja uma função do volume utilizado da forma como representa a equação 6:
E M m VU = VFU Equação 6
Onde m e M são as resultantes negativas ou positivas de erros sistemáticos macromedição e micromedição, e E os desvios estatisticamente fixados de consumo estimado. Em relação ao caso das flutuações de micromedição, os valores de desvios sistemáticos associados ao coeficiente k são associados à Eficiência da micromedição (Em) na forma m = f (km,Em), sendo (Em) definida pela relação da equação 7:
NH =
Onde, NHf é o número de Hidrômetros funcionando, e o NH o Número de Hidrômetros Instalados.
b) Índice Linear de Perda Real/Física (ILR)
Reflete a diferença entre o volume fisicamente utilizado e o volume disponibilizado, distribuída pela extensão total da rede. O indicador é mais especifico que o Índice Linear Bruto de Perda (ILB) visto outrora entre os indicadores básicos. Sua relação é descrita na equação 8 (SILVA & CONEJO, 1999):
ND ET = ILR VFU VD Equação 8
Indicadores de desempenho hídrico do sistema
Os indicadores de desempenho hídrico do sistema são aqueles em que retratam ao aproveitamento de água bruta e à eficiência das estações de tratamento. Da para se ter ideia do aglomerado de perdas reais de todo o sistema, aproxima-se do seu desempenho hídrico geral. São indicadores intermediários não pela complexidade de cada um, mas é necessário associar a indicadores de perdas estritamente físicas (SILVA E CONEJO, 1999).
a) Índice de Perda Real/Física na Produção (PRP/PFP)
Adere, conjuntamente, as perdas reais no tratamento e na adução de água bruta, podendo ser descrito na equação 9.
100 VC = PRP VCVP Equação 9 Onde,
VC = Volume efluente da captação; e
b) Índice de Perda Real/Física na Adução (PRA/PFA)
É um subconjunto do índice de Perda Real da Produção e a este não pode ser somado, como representa a equação 10 (SILVA & CONEJO, 1999).
100 VC
=
PRA VCVA Equação 10
Onde,
VC = Volume captado da ETA ou unidade de tratamento simplificado; e VA= Volume aduzido da ETA ou unidade de tratamento simplificado.
c) Índice de Perda Real no Tratamento (PTR)
Como o exemplo anterior, também é um subconjunto do Índice de Perda Real na Produção e por isso não pode ser somado aquele, como representa e equação 11 (SILVA E CONEJO, 1999). 100 VA = PTR VAVP Equação 11 Onde,
VA = Volume afluente da ETA ou unidade de tratamento simplificado; e VP = Volume efluente da ETA ou unidade de tratamento simplificado.
d) Índice Total de Perda Real/Física (TPR/TPF)
É indiretamente composto pelas perdas reais parcialmente apuradas nos subsistemas de produção e distribuição, conforme descrita na equação 12 (SILVA E CONEJO, 1999). 100 Im ) Im ( VEx V VC VFU VEx V VC PTR Equação 12 Onde,
VC = Volume captado; VIm = Volume Importado; VEx = Volume exportado; e
VFU = volume fisicamente utilizado.
5.4.4 Indicadores avançados
O principal objetivo do Indicador Avançado de perdas é a comparação da eficiência operacional de diversos sistemas e distintos operadores através da minimização ou eliminação de fatores peculiares de cada sistema, como, por exemplo, a pressão e o material constituinte da tubulação, o sistema IWA de análises de perdas que vem sendo aprimorado durante os anos é o processo de avaliação mais adotado no mundo, sendo este utilizado em mais de 27 países (SILVA E CONEJO, 1999).
a) Índice de Vazamentos da Infraestrutura (IVI)
O indicador de infraestrutura é o mais recomendado no programa da IWA, cuja estimação adota o nível máximo de detalhamento, o qual relaciona Perdas Reais Corrente Anuais (PRAC) e Perdas Reais Anuais Inevitáveis (PRAI), conforme equações 13, 14 e 15 (SILVA E CONEJO, 1999):
PRAI PRAC = IVI Equação 13 Onde, T/100 365 ramais de número 1000 totais Perdas = PRAC Equação 14
Sendo T a porcentagem do tempo que o sistema está sob pressão. A equação para da IWA que se refere ao PRAI é a seguinte:
P LA EP ET LA ET 0,7 0,025( ) 18 = PRAI Equação 15 Onde:
ET = extensão total da rede (Km); LA = número de ligações ativas; EP = extensão parcial da rede (Km); P = pressão média da rede (mca).
Quanto mais distante o resultado estar do valor unitário pior é a condição de perdas do sistema. O indicador que pretende ser universal, já foi avaliado em 27 países onde os indicadores variaram de 0,5 a 13, tendo um valor médio na ordem de 6,5 (Alegre et. al., 2000).
Todos os elementos e equações descritas fazem parte do Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água – PNCDA que se resume nos quadros 4 e 5.
5.4.5 Perdas
A IWA tem focado esse conceito de indicador para as Perdas Reais, podendo, no entanto, estar sendo estendido as Perdas Aparentes e Totais, cujos estudos estão ainda incipientes na definição de alguns parâmetros relativos às Perdas Aparentes Inevitáveis, o que pode ser considerado uma desvantagem nesse momento, a baixa precisão dos números associados às hipóteses e estimativas refletem na quantificação final das Perdas Reais (TSUTIYA, 2006).
5.4.5.1 Método balanço hídrico
A quantificação e representação dos possíveis uso da água em um sistema de abastecimento, durante todas as etapas, da captação a água devidamente tratada para o consumidor final, têm muito mais aplicações práticas do que se pode supor. É uma forma integrada e completa de avaliar os fluxos de água em todo o sistema (TSUTIYA, 2006).
Com o intuito de padronizar as avaliações, a IWA propôs uma estruturação de matriz onde identifica as principais variáveis para a composição dos fluxos e usos da água, a matriz representa as etapas funcionais do sistema de abastecimento (TSUTIYA, 2006).
A representação do método do balanço hídrico por tópicos é representada na tabela 2.
Tabela 2 - Matriz do balanço hídrico.
Fonte: Tsutiya (2006)
Consumo faturado medido (inclui água exportada)
Consumi faturado não-medido (estimados)
Consumo não faturado não-medido (combate a incêndios, favelas, etc.)
Uso não autorizado (fraudes e falhas de cadastro)
Erros de medição (macro e
micromedição) Perdas reais nas tubulações de água bruta e no tratamento (quando aplicável) Vazamentos nas adutoras e/ou redes de distribuição Vazamentos e extravasamentos nos reservatórios de adução e/ou distribuição Vazamentos nos ramais (a montante do ponto de medição) Água que entra
no sistema (inclui água importada) Consumo autorizado Consumo autorizado faturado Água faturada Consumo autorizado não-faturado
Consumo não faturado medido (usos próprios, caminhão-pipa, etc.) Água não-faturada Perdas de água Perdas aparentes Perdas reais
Cada tópico com suas determinadas considerações e ponderações, como abordado por Tsutiya (2006):
As estimativas e aproximações dos dados para as Perdas Aparentes é uma desvantagem na padronização do método, a IWA desconsidera as Perdas Aparentes para a análise dos sistemas de abastecimento por não ter um método realmente preciso. Assim, levar-se-á em consideração também os indicadores com apenas as Perdas Reais, nesse caso, igualando aos indicadores utilizados em outros países pela IWA, aumentando a comparativo dos resultados outrora obtidos, ficando assim, para a determinação das Perdas Reais, segue a equação 16 (TSUTIYA, 2006):
entes PerdasApar VA VD = Reais Perdas Equação 16
As equações de acordo com cada processo de informações levantadas estão descritas nos quadros 4 e 5.
INDICADORES BÁSICOS
INFORMAÇÕES-CHAVE
N. Sigla Nome Fórmula UND
1 VD Volume disponibilizado VD = VP + Vim - Vex m³
2 VP Volume produzido - m³
3 VPM Volume produzido macromedido - m³
4 Vim Volume importado - m³
5 VImM Volume importado macromedido - m³
6 Vex Volume exportado - m³
7 VexM Volume exportado macromedido - m³
8 VU Volume utilizado VU = Vm + VE + VR + VO + VEs m³ 9 Vm Volume micromedido - m³ 10 VE Volume estimado - m³ 11 VR Volume recuperado - m³
12 VRm Volume recuperado micromedido - m³
13 Vre Volume recuperado estimado - m³
14 VO Volume operacional - m³
15 VEs Volume especial - m³
16 VEsM Volume especial macromedido - m³
17 VF Volume faturado - m³
18 LA Número de ligações ativas - lig
19 Lm Número de ligações ativas micromedidas - lig
20 EP Extensão parcial da rede - km
INDICADORES º
IPD ou ANC
Índice de Perda na Distribuição ou Água Não Contabilizada
IPD = (VD - VU) / VD . 100 %
º
IPF ou ANF
Índicede Perda de Faturamento ou Água Não Faturada
IPF = (VD - VF) / VD . 100 %
º ILB Índice Linear Bruto de Perda ILB = (VD - VU) / (EP . ND) m³/km.dia
º IPL Índice de Perda por Ligação IPL = (VD - VU) / (LA . ND) m³/km.dia
Quadro 4 - Indicadores de perdas e informações-chave (básicos). Fonte: (Silva e Conejo, 1999).
INDICADORES INTERMEDIÁRIOS
INFORMAÇÕES-CHAVE
N. Sigla Nome Fórmula UND
22 VFU Volume fisicamente utilizado
VFU = VU + ᵹm ᵹM ±
ᵹE m³
23
Resultantes dos erros sistemáticos de
micromedição ᵹm = f (km, Em) m³
24
Resultantes dos erros sistemáticos de
macromedição M = f(kM) m³
25
Desvios estatisticamente fixados de
consumos estimados - m³
26 Em Eficiência da micromedição Em = NHf / NH - 27 NHf Número de hidrômetros funcionando - und
28 NHf Número de hidrômetros instalados - und
29 ET Extensão total da rede - km
30 VC Volume captado - m³
31 VA Volume aduzido - m³
32 PRAC
Perdas Reais Correntes Anuais Reais.1000/(número de PRAC = Perdas ramais x 365 x T/100)
litros/ramal/ dia 33 PRAI Perdas Reais Anuais Inevitáveis
PRAI = (18 x ET / LA + 0,7 + 0,025(ET - EP) x P
litros/ramal/ dia INDICADORES
º PFD Índice de Perda Física na Distribuição
PFD = (VD - VFU) / VD .
100 %
º ILF Índice Linear de Perda Física
ILF = (VD - VFU) / (ET .
ND) m³/km.dia
º PFP Índe de Perda Física na Produção
PFP = (VC - VP) / VC .
100 %
º PFA Índice de Perda Física na Adução
PFA = (VC - VA) / VC .
100 %
º PTR Índice de Perda Física no Tratamento %
º TPF
Índice Total de Perda Física
TPF = (VC + Vim - Vex) - VFU / (VC + Vim -
Vex) . 100
% INDICADORES AVANÇADOS
º IVI Índice de Vazamentos da Infraestrutura IVI = PRAC / PRAI -
Quadro 5 - Indicadores de perdas e informações-chave (intermediários/avançados). Fonte: (Silva & Conejo, 1999).
6 METODOLOGIA
O PP visa a pesquisa e análise dos métodos de avaliação de perdas no sistema operacional do abastecimento de água. Considerando a padronização estabelecida pela IWA e estimando perdas aparentes nos aproximando de um resultado com mais exatidão, subdividimos as funções em 6 etapas.
6.1 CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE
SINOP
A distribuição de água é um exercício privado no município de Sinop/MT e fornecida pela empresa ASSA do grupo Nascentes do Xingu que obtém concessão em 24 municípios do Mato Grosso incluindo Sinop.
A automação do sistema da empresa ASSA nos permite análise sobre relatórios e gerando um banco de dados durante os três meses em que a empresa será avaliada dentro das especificações do trabalho.
6.2 CARACTERIZAÇÃO DO SETOR DE FORNECIMENTO
A distribuição de água é dividida em setores de fornecimento, o estudo se dará a partir da análise de um especifico setor.
6.2.1 Dados comerciais do setor
Relatórios dos clientes devidamente cadastrados pela empresa ASSA, que adentram dentro das ramificações que tem origem no Setor de Fornecimento - SF em estudo.
6.2.2 Área geográfica
Delimitação da área do Setor de Fornecimento - SF até o ponto mais extremo de distribuição de água, disposição de imagens de satélite e dos projetos de implantação.
Os procedimentos de saída a campo irão analisar a rotina da empresa, obter dados e informações referentes ao levantamento de perdas, investigando probabilidades para os fatos ocorridos, fazendo a manutenção dos equipamentos operacionais, encontrando possíveis ocorrências de fraudes e furtos. Com os levantamentos in loco a estimativa das Perdas totais se aproxima ainda mais da realidade.
6.4 PROCEDIMENTOS PARA COLETA E AVALIAÇÃO DE DADOS
6.4.1 Volume disponibilizado
Para a composição do volume disponibilizado, serão levados em considerações os relatórios elaborados pela empresa ASSA, do SF em estudo.
Nesta fase é realizada a Macromedição, ou seja, a hidrometração do volume de água disponibilizado para a distribuição.
6.4.2 Volume utilizado
O volume utilizado é dimensionado em conformidade com os relatórios da equipe de leitura da área que o Setor de Fornecimento fornece água.
Essa fase acontece a Micromedição, ou seja, a hidrometração do volume de água que é consumido pelo cliente.
6.4.3 Perdas reais
Serão dimensionadas de acordo com o PNCDA, analisando todas formas possíveis de Perdas, seja ela por equipe de combate ou por medidas preventivas.
6.5 INDICADORES BÁSICOS DE DESEMPENHO
O índice será elaborado de acordo com o PNCDA, relaciona o volume utilizado com o volume disponibilizado (Equação 1).
6.5.2 Índice de Perda de Faturamento (IPF) ou Água Não Faturada (ANF)
Este índice será elaborado de acordo com o PNCDA, é a relação entre o volume disponibilizado e volume faturado (Equação 2).
6.5.3 Índice Linear Bruto de Perda (IPD)
O índice será elaborado de acordo com PNCDA, este indicador distribui as perdas ao longo da extensão da rede (Equação 4).
6.5.4 Índice de Perda por Ligação (IPL)
Este indicador será elaborado de acordo com o PNCDA, relaciona a diferença entre o volume disponibilizado e o volume utilizado ao número de ligações ativas (Equação 5).
6.6 INDICADORES AVANÇADOS DE DESEMPENHO
6.6.1 Índice de Vazamento na Infraestrutura (IVI)
O índice rege as determinações do PNCDA, o indicador representa um índice de perdas físicas possíveis de serem recuperadas, dependem das condições especificas e da viabilidade econômica de cada sistema (Equações 13,14 e 15).
O quadro a seguir relatado junto ao PNCDA detalha as informações-chave e os indicadores com as suas respectivas equações para o dimensionamento.
7 CRONOGRAMA
A Distribuição e sequência das tarefas previstas na execução da pesquisa estão apresentados no cronograma a seguir:
Tabela 3 - Cronograma.
ATIVIDADES
2016
SET OUT NOV DEZ
Revisão bibliográfica complementar Coleta de dados complementares Encontros com o orientador Redação da monografia Apresentação do trabalho em banca
8 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO
ALEGRE, H., HIRNER, W., BAPTISTA, J.M. & PARENA, R. Performance
Indicators for Water Supply Services. International Water Association – IWA,
Londres, Inglaterra, 2000.
ALEGRE, H., HIMER, W., BAPTISTA, J.M. & PARENA, R. Indicadores de
desempenho para serviços de abastecimento de água. Adaptação IWA (2000),
publicado pelo IRAR - Série guias técnicos, Portugal, 2004.
CONEJO, J. G. L., LOPES, A. R. G. & MARCKA, E. Medidas de redução de
perdas – Elementos para planejamento. Documentos técnicos de apoio C3 –
Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água, Brasilia, 1999. Disponivel
em: http://www2.cidades.gov.br/pncda. Acessado em 26 de janeiro de 2016.
COPASA, Companhia de Saneamento de Minas Gerais. Programa de redução de
Perdas de Água em Sistemas de Distribuição. COPASA / Superintendência de
Comunicação – SPCA, Minas Gerais, 2003. Disponível em:
http://www.copasa.com.br/media/Publicacoes/ReducaoPerdas.pdf. Acesso em 13 de
janeiro de 2016.
SILVA, R. T., CONEJO, J. G. L. Indicadores de perdas nos sistemas de
abastecimento de água. Documentos técnicos de apoio A2 - Programa Nacional
de Combate ao Desperdício de Água, Brasília, 1999. Disponível em:
http://www2.cidades.gov.br/pncda. Acessado em 13 de janeiro de 2016.
TSUTIYA, M. T. Abastecimento de Água. 3º ed. São Paulo: Departamento de Engenharia Hidráulia e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006.
YOSHIMOTO, P. M., FILHO, J. T., SAREDAS, G. L. Controle de Pressão na Rede. Documento técnico de apoio D1 – Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água, Brasília, 1999. Disponivel em: http://www2.cidades.gov.br/pncda. Acesso em: 25 de janeiro de 2016.
