CENTRO UNIVERSITÁRIO RITTER DOS REIS ĂNIMA EDUCAÇÃO
RODRIGO LOPES VIEIRA
ANÁLISE DOS ÍNDICES DE PERDAS DE ÁGUA NO SISTEMA DE
ABASTECIMENTO DA CIDADE DE VIAMÃO E POSSÍVEIS MELHORIAS PARA OS PROBLEMAS DETECTADOS
Porto Alegre 2022
RODRIGO LOPES VIEIRA
ANÁLISE DOS ÍNDICES DE PERDAS DE ÁGUA NO SISTEMA DE
ABASTECIMENTO DA CIDADE DE VIAMÃO E POSSÍVEIS MELHORIAS PARA OS PROBLEMAS DETECTADOS
Trabalho de conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia civil do Centro Universitário Uniritter, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel.
Orientador: Prof. José Antônio Colvara de Oliveira
Porto Alegre 2022
RODRIGO LOPES VIEIRA
ANÁLISE DOS ÍNDICES DE PERDAS DE ÁGUA NO SISTEMA DE
ABASTECIMENTO DA CIDADE DE VIAMÃO E POSSÍVEIS MELHORIAS PARA OS PROBLEMAS DETECTADOS
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil e aprovado em sua forma final pelo Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Ritter dos Reis.
Porto Alegre, RS, 18 de novembro de 2022.
Professor e Orientador José Antônio Colvara, Centro Universitário Ritter dos Reis
Professor José Antônio Colvara, Centro Universitário Ritter dos Reis
A minha amada esposa, Carla, pelo apoio, incentivo e paciência em todos os momentos da minha vida.
Com amor e gratidão eterna!
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, a minha esposa Carla, minha filha Isabella, meus pais Roberto e Fátima, minha irmã Roberta e meu cunhado Sandro, à família da minha esposa, a empresa em que trabalho, colegas, amigos e meu professor orientador José Antônio Colvara de Oliveira, todos que de alguma forma especial tornaram esse sonho possível.
RESUMO
Este trabalho teve por objetivo avaliar o índice de perdas de água na rede de
distribuição na cidade Viamão-Rs. Para tanto, buscou-se na literatura conhecimento sobre conceitos e estruturas de um sistema de abastecimento de água e dos tipos de perdas de água existentes. O estudo de caso proposto buscou identificar as diferentes causas que influenciam os índices de perdas de água e detectar possíveis soluções para o problema, no intuito de tornar o abastecimento mais eficiente e menos oneroso aos recursos hídricos. Atualmente, há uma grande preocupação em desenvolver processos e métodos que diminuam as perdas de água de um sistema de abastecimento de água, sendo que essas perdas podem ocorrer em todos as etapas de um sistema, principalmente nas redes de distribuição. Também é abordado a importância da quantificação destas perdas pelas companhias de saneamento, pois além de afetar a eficiência da distribuição de água afeta nos aspectos econômicos de uma cidade. De acordo com os resultados obtidos pela análise dos dados, observou-se que a Empresa responsável através de um bom desempenho e desenvolvimento de seus métodos conseguiu diminuir as perdas e consequentemente ter uma melhoria na eficiência operacional nos sistemas de abastecimentos.
Palavras-chave: Perdas de água. Tipos de perdas. Sistema de abastecimento de água. Rede de distribuição.
.
ABSTRACT
This study aimed to evaluate the rate of water losses in the distribution network in the city Viamão-Rs. To do so, knowledge about the concepts and structures of a water supply system and the types of existing water losses was sought in the literature. The proposed case study sought to identify the different causes that influence the rates of water losses and detect possible solutions to the problem, to make the supply more efficient and less costly to water resources. Currently, there is a great concern in developing processes and methods that reduce water losses from a water supply system, and these losses can occur at all stages of a system, especially in distribution networks. The importance of quantifying these losses by sanitation companies is also addressed, as in addition to affecting the efficiency of water distribution, it affects the economic aspects of a city. According to the results obtained from the data analysis, it was observed that the responsible Company, through a good performance and development of its methods, managed to reduce losses and consequently have an improvement in operational efficiency in the supply systems.
Keywords: Water losses. Types of losses. Water supply system. Distribution network.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 2.2.1 Sistema de Abastecimento de
água...
20 Figura 2.2.1.2 Primeiro Recalque
Alvorada...
21 Figura 1.2.1.3 Estação Elevatória EBAT 09 US Santa
Isabel...
22 Figura 2.2.1.6 Posição dos reservatórios em relação à rede de
distribuição...
24 Figura 2.2.1.6.1 Posição dos reservatórios em relação ao
terreno...
24 Figura 2.2.1.7 Disposição das Redes quanto a sua
classificação...
25 Quadro 2.3 Perdas Reais e
Magnitudes...
26 Quadro 2.3.1 Componentes do Balanço Hídrico
IWA...
27 Figura 2.3.2 Perdas Totais no sistema de
Abastecimento...
29 Quadro 2.4.1 Perdas reais (físicas) de água nas partes do
sistema...
30 Figura 2.4.1.1 Ilustração utilização de
Geofones...
31 Quadro 2.4.2 Perdas aparentes de
água...
32 Figura 2.6 Matriz do Balanço Hídrico de um sistema de
Abastecimento....
36 Figura 2.7.1 Macromedidor em redes de
água...
38 Figura 2.7.3 Tipos de vazamentos em redes
subterrâneas...
39 Figura 2.7.3.1 Tubos Fibrocimento... 40 Figura 2.7.3.2 Rede Fibrocimento 250mm com ruptura
longitudinal...
41 Figura 2.7.5 Válvula redutora de pressão comando piloto... 42 Figura 2.7.7 Ligações clandestinas em áreas invadidas... 43 Figura 4 Localização Viamão... 47 Figura 4.2 Chegada das adutoras a EBAT
06...
49 Figura 4.3
Figura 4.4
Economias em cadastro US Santa Isabel...
50 50
Área atendida US Santa
Isabel...
Figura 4.4.1 Distribuição do SAA Santa
Isabel...
51 Quadro 4.7 Vazamentos na Rede de distribuição
Fibrocimento...
57 Figura 4.7.1 Substituição de rede Rua
Paraguassu...
57 Figura 4.8 Mapeamento das
redes...
58
Figura 4.9 CCO Operacional... 59
Figura 4.9.1 Gráfico CCO... 60
Figura 4.9.2 Acionamento Remoto de EBAT... 60
Figura 4.9.3 - Supervisório SAA Viamão... 61
Figura 4.9a - Vista espacial Capeli... 62
Figura 4.9a.1 - Vista espacial Pradinho...62
Figura 4.9a.2 – Consumo Capeli... 63
Figura 4.9a.3 – Consumo Pradinho...63
Figura 5.1 – Vista espacial Travessa da escadaria...65
Figura 5.3 – Ponto para instalação de macromedidores ...66
Figura 5.3.1 – Instalação de macromedidores na saída das EBAT...66
Figura 5.4 – Estudo de pressão e implementação de DMC...67
Figura 5.5 – Trecho de rede a ser substituído...68
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.2 – Perdas de faturamento e na distribuição de água por Regiões...
20
Tabela 2.5 - Classificação dos indicadores percentuais das perdas...34 Tabela 4.1 – Situação atual SIAV... 48 Tabela 4.5 - Comparativo Indicadores Operacionais julho/novembro
2019...52
Tabela 4.5.1- Comparativo Indicadores Operacionais 2020...54
Tabela 4.5.2 - Comparativo indicadores operacionais 2021...55
Tabela 4.6 - Distribuição das redes no SAA Santa Isabel...56
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 4.5 - Indicadores SAA - Unidade Santa Isabel 2019...
52
Gráfico 4.5.1 - Indicadores SAA - Unidade Santa Isabel 2020...
53
Gráfico 4.5.2- Indicadores SAA - Unidade Santa Isabel 2021...54
LISTA DE SIGLAS
ABES – Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental ABNT — Associação brasileira de normas técnicas
ABES — Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental ANF — Água não faturada
CA — Consumo autorizado
CAF — Consumo autorizado faturado CANF — Consumo autorizado não faturado
CORSAN—Companhia Rio grandense de Saneamento CCO — Centro de Controle Operacional
DEOM — Departamento de obras e manutenção DMC — Distrito de Medição e Controle
DN — Diâmetro Nominal
EBAB — Estação de bombeamento de água bruta
EBAT — Estação de Bombeamento de Água Tratada ETA — Estação de tratamento de água
IBGE — Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IPD — Índice de Perdas na Distribuição
IPL — índice de perdas por ligação MND — Método não destrutivo
IWA — Internacional Water Association
PLANASA — Plano Nacional de saneamento
PNDCA — Programa nacional de combate ao desperdício de água SAA — Sistema de abastecimento de água
SABESP — Companhia de saneamento básico do estado de São Paulo SCO — Sistema de controle operacional
SIAV — Sistema Integrada Alvorada Viamão
SNIS — Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento US — Unidade de saneamento
VC — Volume consumido VP — Volume Produzido
VRP – Válvula redutora de pressão VS — Volume de Serviço
VU — Volume Utilizado
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 15
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA 16
1.2 DELIMITAÇÃO DA PESQUISA 16
1.3 OBJETIVOS DA PESQUISA 16
1.3.1 Objetivo geral 16
1.3.2 Objetivos específicos 17
1.4 JUSTIFICATIVA 17
2 REVISÃO DE LITERATURA 18
2.1 Recursos Hídricos 18
2.2 Sistemas de Abastecimento de água 19
2.2.1 Os componentes de um sistema de abastecimento de água 20 2.2.1.
1 Mananciais 20
2.2.1.
2 Captação 21
2.2.1.
3 Estações Elevatórias 21
2.2.1.
4 Adução 22
2.2.1.
5 Tratamento 23
2.2.1.
6 Reservação ou Reservatórios 23
2.2.1.
7 Rede de Distribuição 25
2.3 As perdas de um sistema de Abastecimento 25
2.4. Os tipos de perdas no abastecimento 29
2.4.1 Perdas reais 29
2.4.1.
1 Vazamentos 30
2.4.1.
2 Extravasamentos 31
2.4.2 Perdas aparente 32
2.4.2.
1 Erros de Medidores de Vazão 32
2.4.2.
2 Gestão Comercial 33
2.5 Indicadores de Perdas 33
2.5.1 Índice de Perdas por ligação 35
2.6 Balanço hídrico 35
2.7 Fatores que diminuem os índices de perda 36
2.7.1 Macromedidores 37
2.7.2 Controle de Pressões 38
2.7.3 Substituição de Redes 39
2.7.4 Método para Substituição de redes 41
2.7.5 Setorização 41
2.7.6 Controle de fraudes e irregularidades 42
2.7.7 Consumos não medidos ou não faturados 43
2.7.8 Inversores de Frequência e soft starters 44
3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 45
3.1 Caracterização da pesquisa 45
3.2 Técnicas e instrumentos da coleta de dados 45
4 RESULTADOS 47
4.1 Sistema Integrado Alvorada-Viamão (SIAV) 48
4.2 Distribuição do SAA Santa Isabel 48
4.3 Cadastro Comercial 49
4.4 4.5
Aspectos Geográficos Composição do SAA Santa Isabel Indicadores Operacionais
50 51
4.6 Redes de Distribuição 55
4.7 Substituição de Redes 56
4.8 Cadastro Técnico 58
4.9 Centro de Controle Operacional 58
4.9a Áreas de Consumo não Faturado 61
5 ANÁLISE DE DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 64
5.1 Ligações clandestinas e áreas de CANF 64
5.2 Geofonia 65
5.3 Macromedidores 65
5.4 Implementação de DCM 66
5.5 Substituição de rede de fibrocimento 67
6 CONCLUSÃO E SUGESTÃO PARA TRABALHOS FUTUROS 69
6.1 Conclusão 69
6.2 Sugestão para trabalhos futuros 69
REFERÊNCIAS 70
ANEXOS 73
1 INTRODUÇÃO
Este trabalho tem por tema a análise dos índices de perdas de água na rede de distribuição na cidade de Viamão e possíveis melhorias para as perdas reais e aparentes em um sistema de abastecimento, detectando problemas e apontando soluções para evitar o desperdício de água, este estudo está inserido na área de gestão ambiental. Sob tal ótica, a redução do seu desperdício, desde sua captação no manancial até a entrega ao consumidor, vai além da saúde financeira das
concessionárias, uma vez que a matéria-prima em questão é de fundamental interesse da sociedade (GO ASSOCIADOS, 2015).
Segundo o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS, 2019), o Índice de Perdas na Distribuição (IPD) do Brasil em 2019 foi, em média, de 38,45%, assim percebe-se que ainda há um longo caminho a ser percorrido em busca da melhoria desse indicador, por isso as perdas em um sistema de abastecimento de água (SAA) tornam-se a principal preocupação das
concessionárias de saneamento segundo International Water Association (IWA, 2002).
Alguns problemas nas companhias são recorrentes e servem de justificativa para esse cenário, tais como: sistemas cadastrais técnicos e comerciais
desatualizados, macro e micromedição incorreta ou ausente, operação e manutenção do SAA, capacitação de pessoal entre outros aspectos que são fundamentais para a gestão operacional (TARDELLI FILHO, 2006)
As perdas dividem-se em perdas reais (físicas) e perdas aparentes (não físicas). As perdas reais se notabilizam por vazamentos nas tubulações visíveis ou não visíveis, extravasamentos nos reservatórios. Enquanto as perdas aparentes são aquelas que são submedidas pelos hidrômetros, ligações clandestinas, ou seja, as que geram perda de faturamento pela companhia.
Atenta a esse fato, a empresa detentora da concessão dos serviços na área de saneamento básico na cidade de Viamão, onde o estudo de caso foi realizado, procura operar seu sistema de distribuição com muita técnica, buscando sempre ações que viabilizem a diminuição dos índices de perdas de água.
No presente trabalho, foi realizado um estudo de perdas de abastecimento de água na cidade de Viamão, no que se refere ao atendimento da unidade de
saneamento de Santa Isabel (US Santa Isabel). A expectativa deste projeto é a obtenção de valores confiáveis nas perdas e poder analisar as ações que
contribuem para a redução no desperdício de água tratada no local em questão.
Baseado nisso surgem às indagações de qual a melhor forma para diminuir os índices de perdas na região atendida pela unidade de santa Isabel.
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA
Em vista do acima exposto, este trabalho se propõe a buscar por respostas e identificar quais fatores estão causando as perdas reais e perdas aparentes no sistema de abastecimento. Desta forma as questões propostas na pesquisa são:
Por que ocorre rompimento de redes?
Como combater ligações clandestinas?
Que sugestões são possíveis para implementar um projeto que permita um maior controle sobre os níveis de perda no SAA no município?
1.2 DELIMITAÇÃO DA PESQUISA
O estudo de perdas de abastecimento de água na cidade de Viamão será setorizado no que se refere ao atendimento da unidade de saneamento de Santa Isabel (US Santa Isabel), visto que devido sua grande extensão territorial a cidade possui duas unidades de saneamento (US), Viamão e Santa Isabel, ambas
administradas pela mesma empresa de tratamento de água.
1.3 OBJETIVOS
Os objetivos da pesquisa estão classificados em geral e específicos, sendo descritos a seguir.
1.3.1 Objetivo Geral
Analisar as causas que influenciam os índices de perdas de água na cidade de Viamão, propondo soluções que amenizem os problemas detectados.
1.3.2 Objetivos Específicos
Levantar dados sobre produção e consumo de água na Unidade de Santa Isabel;
Calcular os índices de perda de água na unidade avaliada;
Identificar as principais causas de perdas de água;
Propor soluções para as causas de perda identificadas, estudando as práticas mais adotadas que mitigam os problemas;
Através dessas ações espera-se contribuir com informações relevantes sobre os fatores que levam as perdas de água da companhia, bem como sugestões, caso viáveis, para possíveis melhorias no sistema de abastecimento da cidade.
1.4 JUSTIFICATIVA
As ações de combate as perdas merecem uma atenção especial, pois
conservar os recursos hídricos é garantir o acesso a água potável na residência das pessoas. Esta pesquisa nos remete a alguns questionamentos como, por exemplo:
por que ela é importante? Por que é viável?
Respondendo a essa questão conclui-se que a finalidade principal é colaborar com as companhias de saneamento para a importância da quantificação das perdas em todo os processos de um sistema de abastecimento.
Trata-se também de uma pesquisa oportuna, pois os estudos contribuíram com ações que minimizem essas perdas, proporcionando retorno financeiro a organização propondo soluções cabíveis que retornará como melhorias a imagem da empresa prestadora de um serviço de tamanha importância.
Finalmente, a viabilidade da pesquisa se dá pelos fatos expostos acima e pelas informações obtidas junto a empresa, que corroboram com o desenvolvimento do trabalho, já que esses dados não são sigilosos nem comprometem a
organização.
Cabe salientar que tal estudo, que busca melhorias nos sistemas de
abastecimentos, não é pioneiro na área, portanto já foi realizado em outras cidades por outros autores e serão utilizados para acrescentar conteúdos ao trabalho.
2 REVISÃO DE LITERATURA
Neste capítulo são apresentados os fundamentos do trabalho, incluindo os temas de recursos hídricos, abastecimento de água, perdas de um sistema de abastecimento, os tipos de perdas, como funciona a gestão comercial da Empresa de saneamento, os indicadores das perdas do sistema de abastecimento de água da cidade em análise e o Balanço hídrico.
2.1 RECURSOS HÍDRICOS
A água, como sabido, é um elemento essencial para a preservação da vida devido a suas inúmeras, múltiplas e indispensáveis utilidades para as atividades humanas: irrigação agrícola, desenvolvimento nos processos industriais, produção de energia elétrica, além de atividades recreativas e de lazer entre outras.
Segundo Tundisi (2003), estima-se que apenas 3% da água existente no planeta terra estão disponíveis para a utilização doméstica. Considerando que nosso planeta possui 70% do seu espaço composto de água, na superfície ou subterrânea, trata-se de um percentual baixo que nos obriga a preservá-la de forma consciente e responsável.
O aumento considerável da população urbana, mudanças sociais, culturais e econômicas concentrou muito as demandas de água potável, tanto para suprir necessidades de abastecimento das cidades como para abastecer os processos industriais de produção (MOTTA, 2010).
Fatores como poluição dos mananciais que são afetados com lançamentos de esgoto não tratado, exploração demográfica, principalmente, nas regiões
metropolitanas e impermeabilização do solo obrigam as companhias de
saneamento, cada vez mais, a procurar mananciais mais distantes de sua base, aumentando custos com obras de infraestrutura que atendam as demandas de consumo visto que a ausência adequada de tratamento dos resíduos constitui a principal causa de degradação ambiental, conforme afirma o autor anteriormente.
É até irônico pensar que no Brasil possa faltar água, pois somos donos de uma das maiores reservas de água doce do mundo, mas muitas regiões do nosso país sofrem com a escassez desse líquido tão necessário para a atividade humana.
A construção de reservatórios se torna indispensável para que uma empresa atenda a demanda nas grandes populações. No entanto, concomitante a esse fato,
se não houver a conscientização da população, investimentos permanentes e adequados, a manutenção dos sistemas com programas estruturados pelas
companhias de saneamento voltado para o controle das perdas de água, as atitudes adotadas de nada adiantarão.
2.2 SISTEMAS DE ABASTECIMENTOS DE ÁGUA
Um SAA tem como prioridade atender com qualidade e quantidade adequada a população de uma cidade, e isso é o mínimo que os administradores públicos junto com as concessionárias de saneamento têm obrigação de realizar. A água é um recurso limitado e dotado de valor, logo a responsabilidade do seu uso é
indispensável, conforme Brasil (1997).
A implantação dos SAA vem recebendo altos investimentos nos últimos anos, de modo a levar água com a devida potabilidade ao maior número de residências do cidadão brasileiro. No Brasil essa implantação se deu nas décadas de 1970 e 1980 com o PLANASA - Plano Nacional de Saneamento, atingindo o atendimento de aproximadamente 90% da população.
Atualmente, um dos grandes fatores que levam as perdas em um sistema de abastecimento público é a antiguidade das tubulações, que sofrem com deterioração e falta de manutenção adequada, ocasionando rompimento, vazamentos nas redes de distribuições e assim gerando falta de abastecimento.
O cenário brasileiro de perdas no setor de saneamento é bem problemático.
Segundo REGAZZI (2015), as perdas chegam a 40% entre perdas reais e aparentes, mas em algumas empresas esse percentual chega a 60%. Esse alto índice ocasiona diminuição de investimentos e dificuldade de financiamentos para obras de melhorias no sistema. Na Tabela 2.2 podemos ver as perdas de
faturamento e na distribuição de água pelas companhias de água e esgoto no ano de 2019, por regiões.
Tabela 2.2 - Perdas de faturamento e na distribuição de água por Regiões
Região Perdas de faturamento (%) Perdas na distribuição (%)
Norte 57,8 55,2
Nordeste 44,1 45,7
Sudeste 38,8 36,1
sul 39,4 37,5
Centro Oeste 31,1 34,4
Fonte: Adaptado de SNIS, 2019.
2.2.1 Os componentes de um sistema de abastecimento de água
Segundo Giroul (2008) um SAA é o conjunto de equipamentos, obras e serviços voltados a comunidade para fins de consumo doméstico, industrial e público. Os sistemas SAA são constituídos por manancial, captação, estação elevatória, adutoras, estação de tratamento de água (ETA), reservatórios e rede de distribuição que pode abastecer por gravidade ou por bombeamento, conforme Figura 2.2.1.
Figura 2.2.1 - Sistema de Abastecimento de água
Fonte: Giroul (2008).
2.2.1.1 Mananciais
Os mananciais são reservas hídricas das quais é retirada a água para o sistema de abastecimento. Eles podem ser fontes subterrâneas (lençóis
subterrâneos), ou superficiais (rios, lagos, canais etc.) e devem possuir recurso suficiente para atender a demanda necessária, procurando sempre atender as exigências ambientais de preservação pertinentes para que a qualidade não seja atingida.
2.2.1.2 Captação
A captação, como visto na Figura 2.2.1.2, é a estrutura responsável pela retirada de água através de um conjunto de obras construído junto aos mananciais.
A retirada será destinada ao sistema de abastecimento. A escolha do local da captação, quando superficial, deve levar em consideração as peculiaridades
hidráulicas do manancial, a geologia da região e ainda possíveis áreas de inundação e poluição (ABNT, 1992)
Para se captar água de um manancial superficial, seja ele de um lago, um rio, um córrego, ou uma barragem, faz-se necessário construir, no ponto da captação, junto à fonte, um conduto de tomada d’água, que pode ser um canal ou uma tubulação, para desviar a água a ser captada do manancial. Como a vazão da fonte superficial, ou seu nível, varia, ao longo do tempo, a água deve ser captada a um nível inferior ao médio da
superfície do manancial. (GOMES, 2021, p. 13) Figura 2.2.1.2 - Primeiro Recalque Alvorada
Fonte: O autor, 2022.
2.2.1.3 Estações Elevatórias
Estação Elevatória é um dos componentes básicos de um sistema de abastecimento, podendo ser utilizada por captação, adução, tratamento e distribuição de água (TSUTIYA, 2006).
Quando o transporte por gravidade não é possível pela diferença de altura, usam-se estações elevatórias. Em configurações simples, em série ou em paralelo, elas transportam a água de uma cota inferior a uma cota superior, sempre em regime de conduto forçado (ULIFE, 2022).
Quando utilizado o sistema por gravidade, ou seja, desníveis topográficos suficientes, existe a economia de energia elétrica além do equilíbrio da pressão e pressurização da água na rede. Isto não acontece quando a água é conduzida através da estação elevatória, pois necessita de energia elétrica para acionamento dos motores, ou seja, bombas, que muitas vezes tem que ser dimensionados com altas pressões para que chegue ao destino necessário.
Na Figura 2.2.1.3 podemos identificar dois motores na Estação de
bombeamento de água tratada (EBAT) 09, localizados na rua Nossa senhora de Fátima bairro Viamópolis – Viamão (RS). Pela importância do sistema, um deles fica de reserva, por vezes atuando alternadamente.
Figura 2.2.1.3 - Estação elevatória EBAT 09 Viamópolis
Fonte: O autor, 2022.
2.2.1.4 Adução
As adutoras são elementos de transporte e ligação entre os componentes de um sistema de abastecimento, não havendo distribuição para os consumidores no meio do caminho, isto é, o volume de água que entra é a mesma que sai. As adutoras podem ser de água bruta, localizadas antes das ETA, e adutoras de água tratada que ficam após as ETA.
2.2.1.5 Tratamento
A estação de tratamento de água é o local onde a água será tratada e
adequada aos padrões de potabilidade. De acordo com a empresa analisada neste trabalho, o processo convencional de tratamento de água divide-se em etapas. Cada uma dessas fases passa por controles rígidos de dosagem de produtos químicos. As etapas do tratamento são: (CORSAN, 2022):
Mistura rápida: adição de um coagulante para retirada das impurezas.
Coagulação: onde adiciona-se sulfato de alumínio, cloreto férrico ou outro coagulante, seguido de uma intensa movimentação da água, desestabilizando eletricamente as impurezas.
Floculação: mistura lenta da água aglutinando as impurezas.
Decantação: sedimentação dos flocos no fundo dos tanques.
Filtração: retenção dos flocos menores em camadas filtrantes.
Desinfecção: adição de cloro para a retirada de micro-organismos patogênicos.
Fluoretação: o Flúor também é adicionado a água para prevenção da cárie dentária.
2.2.1.6 Reservação ou reservatórios
Os reservatórios são elementos importantes no sistema de abastecimento de água. Segundo Tsutya (2006), eles atendem a diversas finalidades e podem ser classificados quanto a sua posição em relação à malha de distribuição, à montante ou à jusante (Figura 2.2.1.6) ou em relação ao terreno (Figura 2.2.1.6.1).
Figura 2.2.1.6 - Posição dos reservatórios em relação à rede de distribuição
Fonte: TSUTYA (2006).
Figura 2.2.1.6.1 - Posição dos reservatórios em relação ao terreno
Fonte: TSUTYA, 2006.
Os reservatórios possuem as seguintes finalidades:
Regularizar a vazão: receber uma vazão constante, acumulando água quando o consumo médio for menor que a demanda média e fornecer uma vazão complementar quando a demanda for superior à média.
Segurança do abastecimento: Fornecer água mesmo que haja interrupção do abastecimento por adução ou falta de energia elétrica.
Regularizar pressão: onde estiver a localização do reservatório há influência nas condições de pressão da rede.
Reserva de água para incêndio: suprir vazão extra, caso ocorra incêndio.
2.2.1.7 Rede de distribuição
A rede de distribuição tem sua distribuição conforme Figura 2.2.1.7 e é o último elemento de canalização antes da água chegar à casa do usuário de forma contínua, na quantidade, com pressão e qualidade correta. Sendo composta por tubulações e acessórios necessários. As redes podem ser classificadas de acordo com suas canalizações:
Ramificada: desenvolvimento linear, onde as ruas interligam-se entre si, podendo, quanto ao seu traçado, serem dispostas em forma de espinha de peixe ou de grelha.
Malhada: permite maior flexibilidade em satisfazer a demanda em manutenção da rede com mínimo de interrupções possíveis, por constituir tubulações principais formando anéis ou blocos, que abastecem qualquer ponto do sistema por mais de um caminho.
Mista: associação das redes ramificadas e malhadas.
Figura 2.2.1.7 - -Disposição das Redes quanto a sua classificação
Fonte: O autor, 2022.
2.3- AS PERDAS DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO
As perdas de água constituem um problema mundial técnico e econômico, para Tardelli Filho (2006) o entendimento básico do conceito de perdas no SAA se refere à diferença entre o que se disponibilizou de água tratada à distribuição
(macromedição) e ao que se mediu nos hidrômetros dos clientes finais (micromedição).
Ainda, segundo o autor, para a correta identificação das origens das perdas e a quantificação delas, é etapa fundamental a confecção de um diagnóstico
operacional que seja capaz de orientar os gestores. Tsutya (2006) ainda
complementa que as perdas podem ocorrer em todas as etapas de um SAA: desde o manancial, quando é captada, à ligação predial, na entrega ao consumidor.
Ressalta-se que este desiquilíbrio ocorre em razão da deficiência de programas de manutenção e operação, bem como de gestão comercial nas companhias de
saneamento, (GO ASSOCIADOS, 2015). No quadro 2.3 é especificada a magnitude de cada etapa.
Quadro 2.3 - Perdas Reais e Magnitudes
Perdas Reais (Físicas)
Subsistemas Origens Magnitude
Adução de água bruta
Vazamento nas tubulações;
limpeza do poço de sucção Variável, em função do estado das tubulações e eficiência
operacional Tratamento Vazamentos estruturais;
lavagem de filtros e Descargas de lodos.
Significativa, em função do estado das tubulações e da
eficiência operacional Reserva Vazamentos nas estruturas;
extravasamentos; Limpeza Variável, em função do estado das tubulações e da eficiência
operacional Adução de água
tratada
Vazamentos nas tubulações;
limpeza do poço de sucção;
Descargas
Variável, em função do estado das tubulações e da eficiência
operacional Distribuição
Vazamento de rede;
Vazamento de ramais;
Descargas
Significativa, em função do estado das tubulações e principalmente das pressões Fonte: Adaptado de Go associados (2021, p.4).
Conforme Tardelli Filho (2006), a Internacional Water Association (IWA), visando equalizar a compreensão dos conceitos e indicadores, impôs uma
padronização na nomenclatura dos usos da água em forma de um balanço hídrico. A sua elaboração, em qualquer SAA, é fundamental para identificar as parcelas das perdas reais ou aparentes (Quadro 2.3.1).
Quadro 2.3.1 - Componentes do Balanço Hídrico IWA
Volume que entra no sistema Consumos Autorizados
Consumos autorizados faturados
Consumos medidos faturados (incluindo água exportada)
ÁguaFaturada
Consumos não medidos faturados (estimados)
Consumos autorizados não faturados
Consumos medidos não faturados (usos próprios, caminhão-pipa etc.)
Consumos não medidos, não faturados (corpo de bombeiros, favelas não medidas etc.)
Água não faturada
Perdas de água
Perdas aparentes
Consumos não autorizados (fraudes e falha de cadastro)
Imprecisão dos medidos (macro e micromedição)
Perdas reais
Vazamentos nas adutoras de água bruta e nas estações de tratamento de água (se aplicável) Vazamentos nas adutoras e/ou redes de distribuição
Vazamentos nos ramais prediais até o hidrômetro
Vazamentos e extravasamentos nos aquedutos e reservatórios de distribuição
Fonte: Melato (2010), adaptado pelo autor.
Para Melato (2010), é fundamental saber a quantidade de água que entra em um determinado intervalo de tempo para fazer o cálculo do balanço hídrico. Esse volume divide-se em consumos autorizados e perdas, cujas definições do autor são:
Volume de entrada no sistema: é a entrada do volume anual no SAA ao qual os cálculos para o balanço de água estão baseados;
Consumo autorizado (CA): é o volume de água medido e/ou não medido utilizado por clientes registrados, pela concessionária para fins operacionais e por outros que estejam implicitamente ou explicitamente autorizados a assim
procederem, para finalidades residenciais, comerciais e industriais. Isso inclui água exportada;
Consumo autorizado faturado (CAF): volume que gera receita à
concessionária, obtido através da soma dos volumes utilizados pelas contas de água. Portanto, é o somatório entre a micromedição e os volumes estimados onde não há medição.
Consumo autorizado não faturado (CANF): volume que não gera receita à concessionária cuja utilização é reconhecida. Podem ser medidos ou não medidos.
São exemplos: água para incêndio, uso nas unidades da empresa, áreas irregulares abastecidas por ramal clandestino entre outros.
Água não faturada (ANF): é a diferença entre o Volume de entrada no sistema e o consumo faturado autorizado. Inclui, portanto, as perdas totais e o consumo não autorizado.
As perdas no sistema, por sua vez, se referem à diferença entre o volume de entrada no sistema e o consumo autorizado, sendo subdividas em perdas reais (físicas) e perdas aparentes (não físicas). Para que os resultados sejam confiáveis, é fundamental que o SAA possua uma infraestrutura moderna, ou seja, requer a confiabilidade da macromedição e da micromedição (hidrômetros), cujos volumes são fundamentais para o cálculo do balanço hídrico.
Perdas de água aparentes, comercial ou não – física: é o volume de água que, apesar de atingir o consumidor final, não é contabilizada de forma adequada tanto por fraudes ou por deficiência na medição dos hidrômetros. Neste caso a água não é fraturada, acarretando prejuízo a companhia de saneamento.
Dentro as perdas totais, as perdas reais e aparentes têm uma determinada proporção. Segundo Araújo (2005), a distribuição de perdas totais no sistema de abastecimento se faz conforme a Figura 2.3.2.
Figura 2.3.2 - Perdas totais no SAA
Fonte: Girol (2008), adaptado pelo autor.
2.4 OS TIPOS DE PERDAS NO ABASTECIMENTO
A IWA classifica as perdas levando em conta sua natureza: reais (físicas) ou aparentes (comerciais).
2.4.1– Perdas Reais
As perdas físicas ou reais correspondem ao volume de água perdido durante as diferentes etapas de produção – captação, tratamento, armazenamento e
distribuição – antes de chegar ao consumidor final (TSUTYA, 2006). No Quadro 2.4.1 é especificada a magnitude de cada etapa.
Perdas 100%Perdas 100%
Reais 40%
Reais 40%
Unidades Lieares 35%
Unidades Lieares 35%
Vazamentos 30%
Vazamentos 30%
Rede 3%
Rede 3%
Ramal predial 27%
Ramal predial 27%
processo 5%
processo 5%
Manutenção serviços 1%
Manutenção serviços 1%
Serviços de qualidade 4%
Serviços de qualidade 4%
Unidades localizadas 5%
Unidades localizadas 5%
Vazamento 2%
Vazamento 2%
Processo 3%
Processo 3%
Aparente 60%
Aparente 60%
Erros de medição 50%
Erros de medição 50%
Macro 10%
Macro 10%
Micro 40%
Micro 40%
Não faturadas 10%
Não faturadas 10%
Não medida 3%
Não medida 3%
Fraude 7%
Fraude 7%
Quadro 2.4.1 - Perdas reais (físicas) de água nas partes do sistema
Fonte: Adaptado de Go Associados, (2021, p.4)
Observa-se que, em relação ao volume de perdas, o de maior relevância é o perdido na rede de distribuição em razão das dificuldades existentes para
identificação dos vazamentos, que muitas vezes são indetectáveis por um longo período. Para Arikawa (2005) outros fatores também influenciam nas perdas reais:
Má qualidade dos serviços;
Má qualidade dos materiais;
Elevadas pressões nas tubulações;
Oscilações de pressão;
Deterioração nas tubulações;
Movimento do solo;
Efeitos do Tráfego;
Extravasamentos de reservatórios;
Consumos operacionais excessivos
Cabe, pois, concluir que o impacto econômico causado pelas perdas é global e sua redução gera resultados economicamente positivos no custo de todas as etapas do tratamento (MACHADO, 2013).
2.4.1.1 Vazamentos
Este tipo de ocorrência é o caso mais comum. Eles são detectados nas ETA, nas tubulações de adução, nas redes de distribuição, nos ramais prediais e
cavaletes, nos reservatórios e equipamentos elevatórios, ocasionando corrosão.
Perdas Físicas
Parte do Sistema Origem da Perda Magnitude
Captação
Vazamento na Adução
Limpeza poço de sucção Variável em função do estado das instalações
Estação de Tratamento
Vazamentos Estruturais Lavagem de filtros Descarga de lodo
Significativa, em função do estado das instalações e da eficiência operacional Reservação
Vazamentos estrutura Extravasamentos Limpeza
variável, função do estado das instalações e da eficiência operacional
Adução Vazamento nas tubulações Descargas
Variável, função do estado das tubulações e da eficiência operacional
Distribuição Vazamento Rede/Ramal Descargas
Significativa, função do estado das tubulações e principalmente das pressões
Entre as causas podem ser citados ajustes inadequados nos registros, juntas mecânicas e válvulas, má execução da obra, materiais com idade avançada, assentamento fora dos padrões, solo contaminado entre outros fatores.
Os vazamentos são classificados em:
Visíveis: vazamentos que afloram na superfície e são de fácil localização, e facilmente detectados, com pouca duração e alta vazão.
Não-Visíveis: vazamentos que não afloram na superfície, de difícil
localização, geralmente detectados com uso de geofones (Figura 2.4.1.1), isto é, ferramenta utilizada para escutar o local da fuga, de moderada vazão e duração dependente da frequência da pesquisa, na Figura podemos ver uma imagem ilustrativa deste aparelho.
Figura 2.4.1.1 – Ilustração da utilização de Geofones
Fonte: CRVazamentos (2022)
2.4.1.2 Extravasamentos
Os extravasamentos ocorrem, geralmente, no período noturno conforme Tardelli Filho (2006), ocasionados por falta de controle ou falha nos equipamentos.
Quando a extravasão atinge o limite, os reservatórios ficam cheios e as água são coletadas pelos extravasores e direcionadas para a tubulação pluvial, contudo esse desperdício pode passar desapercebido pelo operador, o que dificulta a medição dos
dados necessários, porém essa situação não é tão importante e de tamanha influência na contabilidade.
2.4.2 Perdas aparentes
Perdas de água aparentes, comercial ou não – física: é o volume de água que, apesar de atingir o consumidor final, não é contabilizada de forma adequada tanto por fraudes ou por deficiência dos hidrômetros (micromedição). Neste caso a água não é faturada, acarretando prejuízo à companhia de saneamento.
No Quadro 2.4.2 é apresentada a classificação das perdas aparentes e sua magnitude no sistema.
Quadro 2.4.2 - Perdas aparentes de água
Fonte: Go Associados (2021), adaptado pelo autor.
2.4.2.1 Erros dos medidores de vazão
Através dos medidores é possível diagnosticar as inúmeras situações de um sistema de abastecimento de água. A macromedição é a referência principal de todo o balanço hídrico, ou seja, é a medição efetuada do manancial até o consumidor final. Segundo Tardelli filho (2006) os macromedidores apresentam uma deficiência natural na medição do volume de água, ocasionada por alguns fatores: instalação
Perdas Aparentes
Origem da perda Magnitude
Ligações clandestinas/irregulares Podem ser significativas, dependendo de:
procedimentos cadastrais e de faturamento;
manutenção preventiva;
adequação de hidrômetros;
monitoramento do sistema.
Ligações sem hidrômetros Hidrômetros parados
Hidrômetros que subestimam o volume consumido
Ligações inativas reabertas Erros de medição Número de economias errado
inadequada, problemas de transmissão quando usado telemetria, grande amplitude entre vazão mínima e máxima e dimensionamento inadequado operando com baixa velocidade.
Já a micromedição é a apuração dos volumes de água contabilizados na entrada dos consumidores finais, onde são feitas leituras mensais nos hidrômetros dos imóveis. A totalização dessas leituras será confrontada com a macromedição nesse intervalo de tempo para verificar qual o percentual de perdas do sistema de abastecimento.
Com o passar do tempo, devido ao envelhecimento das engrenagens dos hidrômetros, estes inevitavelmente começam a não medir com total eficiência, sendo necessária a substituição dos micromedidores que, segundo a companhia de
saneamento básico do estado de são Paulo (SABESP), deve ocorrer a cada 5 anos.
A macromedição é responsável pela maior arrecadação no faturamento das companhias.
2.4.2.2 Gestão comercial
A gestão comercial da empresa é responsável por todos os processos, sistemas e recursos humanos que viabilizam a contabilidade da água tratada que geram receita para as empresas de saneamento. Para que o setor comercial e operacional esteja em sintonia é preciso que o cadastramento de ligações novas de água, registros de suspensões e religações sejam estabelecidos de forma eficiente pelos operadores e repassados para o banco de dados da empresa.
É atribuição do departamento comercial da companhia controlar o cadastro dos imóveis em dia, verificando número de moradores por residência, se há fontes alternativas de abastecimento de água como reservatório ou poço, e ainda se possui piscina na residência. Estes dados auxiliam para um controle de consumo de cada imóvel através da medição do hidrômetro, bem como se há algum tipo de fraude que ocorrem através de furo no visor do hidrômetro, rompimento de lacres, intervenção indevida no hidrômetro (inversão dele), intervenção indevida no ramal, ou ainda, nos casos de imóveis com o abastecimento suspenso se há ligações clandestinas direta ou ainda derivação clandestina na rede de distribuição.
2.5- OS INDICADORES DE PERDAS
Os Indicadores de perdas permitem retratar a situação dos volumes perdidos, além de possibilitar uma comparação em SAA distintos. Existem diversos
indicadores e eles devem oferecer confiabilidade para o gerenciamento e planejamento nas ações de redução e controle de perdas (MIRANDA, 2002).
Em território nacional, a orientação para correta aplicação dos indicadores dá- se pelo Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água – PNDCA, um programa do governo cuja função, além dessa, é promover o uso racional da água de abastecimento.
De acordo com Tardelii Filho (2006), esses indicadores podem ser: Indicador percentual, que relaciona o volume total perdido (perdas reais e perdas aparentes) com o volume produzido ou disponibilizado ao sistema em bases anuais. Este é o indicador mais utilizado e mais fácil de ser compreendido conforme a Equação (1).
Equação 1 - Equação do Índice de Perdas
IPD= VP / VF x 1000% (1) Onde:
IPD = índice de perda;
VP= Volume perdido (m³);
VF= Volume fornecido (m³);
Lambert (2002) propõe que seja substituído o volume de água perdida por volume de água não faturada para que seja analisado de forma mais técnica, aplicando apenas nas avaliações financeiras. A Tabela 2.5 apresenta o parâmetro de classificação em relação ao indicador percentual das perdas.
Tabela 2.5 - Classificação dos indicadores percentuais das perdas Índice total de perdas (%) Classificação do sistema
Menor do que 25 Bom
Entre 25 e 40 Regular
Maior do que 40 Ruim
Fonte: Weimer (2001) e Bággio (2002), adaptado pelo autor.
A seguir, apresenta-se uma relação sucinta dos indicadores de perdas básicos mais relevantes. Nenhum deles, porém, é capaz de separar perdas reais das aparentes. A empresa responsável pelo saneamento, neste estudo de caso, em
seus relatórios operacionais, CORSAN (2012, p.17), informa o Índice de Perdas na Distribuição (IPD) mensalmente, através das Equação (2):
IPD (%) = ((VP+VI)−(VS+VC))
(VP+VI−VS) x 100 (2)
Sendo:
IPD — índice de perdas na distribuição [%];
VP — Volume produzido [m³];
VI — Volume importado [m³];
VS — Volume de serviço (bombeiros, caminhão pipa, limpezas) [m³];
VC — Volume consumido [m³];
2.5.1 Índice de perdas por ligação (IPL)
O IPL relaciona a diferença entre volume disponibilizado e volume utilizado ao número de ligações ativas. Segundo Arikawa (2005, p.121): “este indicador distribui as perdas ao longo da extensão de rede, apresentando valores altos quando há uma ocupação urbana muito elevada”. Para a empresa responsável pelo saneamento neste estudo de caso o IPL é obtido através da Equação 3, CORSAN (2012, p. 8), a seguir:
IPL= Vol. produzido + Vol. importado – Vol. de serviço – Vol. Consumido (3)
Quantidade de ligações ativas no sistema 2.6 BALANÇO HÍDRICO
O balanço hídrico é uma poderosa ferramenta de gestão que tem o objetivo de avaliar todos os fluxos de água. Ele tem o intuito de uniformizar uma estrutura básica de nível mundial dentro do sistema de abastecimento e contextualizada as perdas no sistema, mostrando com clareza os conceitos envolvidos. Na Figura 2.6, segundo Tardelli Filho (2006) apresentam-se as variáveis mais importantes do balanço hídrico.
Figura 2.6 - Matriz do Balanço Hídrico de um sistema de Abastecimento
Fonte: Tsutiya (2006), adaptado pelo autor.
2.7 FATORES QUE DIMINUEM OS ÍNDICES DE PERDAS
Para que a empresa consiga atingir uma redução das perdas ou desperdícios no seu SAA, sobretudo, na diminuição do volume de água não faturada, é
necessário um diagnóstico operacional profundo visando identificar e quantificar as perdas aparentes e reais para indicações de ações que aumentem a performance das concessionárias de abastecimento de água, e mantê-las permanentemente em nível aceitável, considerando a viabilidade técnico-econômica das ações de combate a perdas em relação ao processo operacional de todo o sistema, conforme (SILVA, 1998).
A implantação destes itens em qualquer SAA é fundamental para identificar com precisão onde estão concentradas as perdas reais e aparentes e, assim, buscar alternativas possíveis para torná-lo mais eficiente através do direcionamento de ações operacionais e investimentos (ABES, 2015). Uma vez diagnosticadas as
Á g ua q ue e nt ra n o s is te m a
consumo autorizadoConsumo autorizado
Faturado
Volume faturado medido Volume faturado
não medido
Consumo autorizado não
faturado
Volume faturado não medido Volume não faturado não
medido
Perdas de água
Aparentes
uso não autorizado Submedição
Reais
Perdas na tubuaçãoo Vazamentos
unidades operacionais da infraestrutura instalada, esse mapeamento possibilitará ainda avaliar se os índices divulgados pela empresa possuem confiabilidade. Nos capítulos a seguir, o tema será abordado em itens que são avaliados em um
diagnóstico operacional, a saber: sistema cadastral técnico, setorização, controle de pressões, macromedição, controle de pressões e substituição de redes e ramais e combate a ligações clandestinas.
2.7.1 Macromedidores
Para ABES (2015) macromedição é a referência principal de todo o balanço hídrico, realizada na apuração dos volumes produzidos nas ETA, disponibilizados à distribuição ou mesmo apurados em subsetores ou outras compartimentações operacionais das redes de distribuição de água.
Um SAA somente pode ser considerado controlado, sob o ponto de vista operacional, quando a sua macromedição for bem projetada e gerenciada,
possibilitando a disponibilização permanente das vazões entregues ao sistema, e para o diagnóstico de perdas, portanto, a situação ideal em um sistema de
abastecimento é que a instalação desses dispositivos ocorra em locais estratégicos como: saídas de reservatórios, rede de distribuição, zonas de distrito de medição e controle (DMC), ETAs, entre outros. Quanto aos dados coletados de volume e vazão, conforme Tsutya (2006, p. 507), “[...] podem ser registrados e acumulados no local, sendo coletados posteriormente, ou transmitidos por telemetria [...]”.
Dentre os vários tipos de macromedidores existentes no mercado, o mais utilizado pelas concessionárias é o eletromagnético cujo funcionamento dá-se por uma diferença de potencial gerada entre eletrodos e a velocidade da água,
resultando na identificação da vazão (BRASIL, 2008). Ainda, segundo o autor, as vantagens desse equipamento são: — Medidor de tecnologia bem desenvolvida e confiável; — Perda de carga desprezível; — Compatível com diâmetros entre 1/10”
até 80.
É imprescindível a construção de uma caixa em alvenaria com tampa para proteger esse equipamento do contato com a água e total cuidado com seu
transporte até o local de instalação. Na Figura 2.7.1, meramente ilustrativa, vê-se como o dispositivo fica colocado na rede de distribuição ou em adutoras.
Figura 2.7.1 - Macromedidor em redes de água
Fonte: Adaptado de CORSAN, 2018.
2.7.2 Controle de pressões
O gerenciamento das pressões no SAA é uma medida de controle obrigatória
— e a mais importante — para a concessionária que deseja melhorar sua eficiência operacional e reduzir o desperdício. Conforme Machado (2013, p.8), a redução da pressão traz os seguintes benefícios a curto prazo:
— Redução do volume perdido através de vazamentos
— Redução do número de ocorrências de vazamentos;
— Redução nos custos operacionais;
— Diminuição da possibilidade de fadiga das tubulações inclusive em instalações internas dos usuários;
— Estabelecimento de um abastecimento mais constante ao usuário;
— Maior vida útil ao sistema de abastecimento;
— Redução nas contas de energia elétrica;
— Redução na produção de água diária e na geração de resíduos. Segundo o autor, fica evidente, portanto, que o número de interrupções por rompimentos, o baixo desempenho, o alto custo de produção, bem como as perdas de água em geral, tem relação direta com o descontrole das pressões no SAA.
Conforme ABES (2015), através do zoneamento piezométrico e adoção de
equipamentos para aumentar (apenas para atingir uma região mais alta) ou reduzir as pressões, consegue-se trabalhar com pressões adequadas às normas
estabelecidas e devidamente estabilizadas.
2.7.3 Substituição de redes
As tubulações estão sujeitas à ação do tempo, corrosão do solo, esforços internos e externos, assentamento inadequado, entre outros. Os tubos utilizados no sistema de abastecimento de água no Brasil estão em grande parte deteriorados devido ao tempo. Eventualmente, causam muitos reparos, inúmeros vazamentos que sequer chegam a aflorar e outros problemas gerados pela fragilidade das redes (TSUTYA, 2006).
Tem-se hoje um alto nível de deterioração das redes de distribuição de água, na maioria dos casos devido a sua idade elevada, em conjunto com a má
administração delas. Isso acaba ocasionando problemas maiores e gera grandes perdas.
Logo, não havendo um cronograma de substituição das tubulações velhas nota-se que ao longo do tempo o rompimento dessas redes toma-se inevitável, como demonstra a Ilustração 2.7.3.
Figura 2.7.3 - Tipos de vazamentos em redes subterrâneas
Fonte: Yoshimoto (2004).
As substituições de redes são direcionadas para locais onde há tubulações depreciadas em função da sua vida útil — é o caso do fibrocimento — e onde há elevada taxa de vazamentos. Quando substituídas, nota-se uma melhoria nas condições de vazão e pressão, bem como na redução dos vazamentos. Conforme CORSAN (2017), no entanto, devem ser realizadas depois de esgotadas todas as alternativas técnicas e operacionais, como a redução de pressão, que é uma medida mais econômica.
O tubo de fibrocimento é um material que não é empregado mais nos
sistemas de abastecimento de água. Devido aos novos materiais mais resistentes e mais viáveis economicamente, seu uso foi mais empregado no Brasil na década de 80. Alambert (1997) reforça que já não são fabricados tubos de fibrocimento, sendo este material antigo e frágil, conforme Figura 2.7.3.1, e esta situação, em conjunto com as alterações nas distribuições de esforços, explica bem o número elevado que se tem em manutenções nesse sistema, como mostra a Figura 2.7.3.2. Desse modo, este tipo de tubo se torna inviável em relação aos demais fabricados com outros materiais.
Figura 2.7.3.1 - Tubos Fibrocimento
Fonte: O autor, 2022.
Figura 2.7.3.2 - Rede Fibrocimento 250mm com ruptura longitudinal
Fonte: O autor, 2022.
2.7.4 Método para substituição de redes
Quando um sistema de abastecimento de água não consegue mais atender satisfatoriamente a população, devido a problemas de vazamentos, corrosões, gerando um alto custo de manutenções, as companhias que gerenciam essa distribuição optam pela recuperação da rede total, para sanar os problemas.
Atualmente existem dois métodos de recuperação de redes, sendo eles o método destrutivo (convencional) e o método não destrutivo (MND).
2.7.5 Setorização
A concepção básica da setorização no SAA é delimitar um conjunto de ligações cujo abastecimento dá-se através de apenas um ou mais pontos, cujos volumes de entrada e saída, bem como a pressão, podem ser monitorados (MACHADO, 2013). Ainda, segundo o autor, tão importante quanto o cadastro técnico atualizado e confiável, a setorização é um requisito para o controle de perdas que possibilita os seguintes benefícios:
— Controle de volumes: através da instalação de macromedidores na entrada das zonas de abastecimento, pode-se monitorar o volume de entrada, facilitando a análise dos indicadores de desempenho;
— Intervenções setoriais: em casos de manutenção e manobras na rede de distribuição, o número de usuários afetados será reduzido.
— Controle de pressão: através da instalação de Válvula Redutora de Pressão (VRP) à montante do setor de abastecimento, pode-se reduzir a pressão em zonas cuja pressão é além do necessário, Figura 2.7.5:
Figura 2.7.5 – Válvula redutora de pressão comando piloto
Fonte: O autor, 2022.
2.7.6 Controle de fraudes e irregularidades
Representa o monitoramento das variações de consumos dos clientes, com a identificação de potenciais irregularidades (ligações clandestinas ou reativações de ligações consideradas inativas), inspeção em campo, acatamento de denúncias e posterior regularização dos problemas constatados (ABES, 2015, p.26).
2.7.7 Consumos não medidos ou não faturados
Esta parcela do balanço hídrico incorpora consumos autorizados, ou seja, não são fraudes, e que não têm medição e nem sofrem qualquer tipo de arrecadação pela operadora de saneamento. Estes volumes aparecem descriminados no Sistema de Controle Operacional (SCO), como volumes especiais, que são utilizados em algumas ações operacionais executadas em campo como: lavagens de rede de água, volumes gastos pelo Corpo de Bombeiros no combate a incêndios,
fornecimento de água a núcleos urbanos assentados em áreas irregulares e
utilização de caminhão pipa quando necessário. Em 2021, na US Santa Isabel, esse valor representou 144.010 m³.
Para ABES (2015) o uso social da água apresenta magnitude significativa nas grandes cidades brasileiras, onde frequentemente ocorre um quadro de pobreza e vulnerabilidade da ocupação urbana nas suas áreas periféricas. Como são áreas invadidas, na maioria das vezes as empresas de saneamento não possuem
liberação legal para abastecer de forma regular essas residências localizadas, logo essas regiões se tornam locais onde se proliferam as ligações clandestinas, por meio de conexões impróprias nos ramais e muitas vezes na própria rede de
distribuição, gerando desperdício desse bem tão valioso que é a água, conforme se pode constatar na Figura 2.7.7.
Figura 2.7.7- Ligações clandestinas em áreas invadidas
Fonte: Santos (2018)
2.7.8 Inversores de frequência e soft-starters
A instalação de inversores de frequência e soft-starters nas estações elevatórias de água bruta e tratada é fundamental para aumentar a eficiência operacional e energética de qualquer SAA. Conforme Machado (2013), os conversores de frequência são dispositivos eletrônicos que controlam de forma gradual a velocidade do fluxo e a pressão nas linhas de recalque. Evita-se, então, fenômenos indesejados como os transientes hidráulicos, que rompem as tubulações e provocam perdas em grandes volumes. Esses equipamentos ainda permitem carregar parâmetros automáticos que controlam a pressão conforme o consumo na rede de distribuição. Quando não há tal necessidade, todavia, recomenda-se o uso do soft-starter, cuja função é apenas suavizar as partidas e os desligamentos dos motores (MACHADO, 2013). De acordo com Oliveira (2011), a instalação desses equipamentos causa impactos positivos como:
Redução de consumo de energia;
Eliminação (ou redução) de vazamentos provocados por excesso de pressão nas tubulações;
Aumento da vida útil do conjunto motobomba.
3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
A seguir, serão apresentados, em sequência, a caracterização da pesquisa e as técnicas e instrumentos da coleta de dados utilizados para alicerçar este trabalho.
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA PESQUISA
Segundo Barros e lehfeld (1990) apud Morais (2011), a pesquisa cientifica tem origem em uma investigação que busca resolver problemas e eludir dúvidas por meio da utilização de procedimentos científicos.
A metodologia do presente trabalho foi direcionada à elaboração de um
diagnóstico operacional do sistema de abastecimento do município de Viamão/RS, objeto de estudo de caso, a fim de buscar soluções para a redução do índice de perdas. O desenvolvimento do trabalho deu-se pelas seguintes etapas: — coleta de dados dos indicadores de perdas no SCO no período analisado; — coleta de dados operacionais (vazamentos) no sistema SCO e sistema comercial integrado (SCI) no período analisado; — diagnóstico in loco e levantamento fotográfico das unidades operacionais que compõem a infraestrutura do sistema de abastecimento; —
elaboração da planta geral do sistema de abastecimento com a respectiva descrição das unidades operacionais;
Logo, foi realizado o levantamento bibliográfico e coleta de dados secundários disponibilizados pela Empresa de saneamento na cidade de Viamão-RS, que foram analisados e interpretados com o objetivo de elaborar um plano de ação sobre as diferentes causas que influenciam os índices de perdas de água físicas e aparentes e detectar soluções para o problema.
3.2 Técnicas e instrumentos da coleta de dados
Esta pesquisa utilizou a técnica de observação utilizando os aspectos que influenciam nos Índices de Perdas na Distribuição de Água. O observador teve participação assídua na pesquisa que busca diagnosticar melhorias no SAA da unidade, pois o autor trabalha na empresa como Agente de Serviços Operacionais, atuando diretamente no setor de manutenção.
O problema apresentado é baseado nos altos índices de perdas no SAA do município de Viamão, onde o acesso aos dados é realizado através do sistema interno da empresa e lançados mensalmente, sendo este o instrumento para a coleta de informações para esta pesquisa, onde a água produzida durante o tratamento, os volumes utilizados durante o processo e a diferença do montante contabilizado pelo faturamento obtido pelos medidores, resultam no percentual de perdas deste sistema de distribuição que após o conhecimento aprofundado do sistema identificará melhorias necessárias e viáveis para a redução destes números.
A principal vantagem da pesquisa bibliográfica é ter possibilidade de localizar e acessar várias fontes de informação escritas como em livros, documentos ou outros meios de consulta sobre o assunto em questão e de interesse do pesquisador do que aquela que poderia pesquisar diretamente.
Esta vantagem se torna particularmente importante quando o problema de pesquisa requer dados muito dispersos pelo espaço Gil (2008, p.50).
4 RESULTADOS
Será exposto nos capítulos a seguir o resultado do diagnóstico operacional elaborado através da coleta de dados nas unidades operacionais do sistema, bem como os dados extraídos do SCO da empresa no período correspondente a janeiro/2019 — dezembro /2021.
A análise feita deu-se no SAA da cidade de Viamão/RS, que de acordo com IBGE (2021) tem uma população de 257.330 habitantes, localizada na região
metropolitana de Porto Alegre, com área territorial de 1.496,506km². Por se tratar de uma cidade com grande extensão latifundiária, está dividida em duas Unidades de Saneamento — US Viamão centro e US Santa Isabel — ambas, juntamente com o município de Alvorada compõem o Sistema integrado de Abastecimento Alvorada- Viamão (SIAV).
Figura 4 - Localização Viamão-RS
Fonte: IBGE, 2022.
4.1 SISTEMA INTEGRADO ALVORADA – VIAMÃO (SIAV)
O SIAV atende hoje, aproximadamente, 166.028 economias, sendo 48.450 na unidade de Santa Isabel, onde está o foco do nosso estudo. Esse sistema é
composto por uma ETA, que fica na cidade de Alvorada e abastece 100% deste município e, aproximadamente, 90% de Viamão. A água bruta é captada em sua maior parte via manancial superficial (Rio Gravataí, em Alvorada e Arroio Fiúza, em Viamão). Esta configuração está representada na Tabela 4.1:
Tabela 4.1 – Situação atual do SIAV
Alvorada Viamão
Instalações 25 38
EBAB 2 1
EBAT 9 10
Poços 0 4
Reservatórios 13 22
ETA 1 1
Fonte: CORSAN (2022), adaptado pelo autor (2022)
4.2 DISTRIBUIÇÃO DO SAA SANTA ISABEL
