Sistema controla perdas de água em redes de distribuição



Engenheiro civil propõe metodologia para aprimorar os trabalhos de redução de desperdício

O controle das perdas de água constitui um problema universal. Segundo relatório do Banco Mundial, cerca de 40% a 50% do volume da água tratada no mundo é perdido em razão de vazamentos. Estima-se que essas perdas tenham um custo global para as empresas de saneamento superior a 14 bilhões de dólares anuais.

Face à complexidade dos sistemas de distribuição de água, as suas divisões em sistemas menores, que delimitam várias áreas de abastecimento, permitem analisar isoladamente cada uma dessas áreas e definir e orientar ações localizadas que possibilitam uma gestão mais adequada.

Para tanto, a rede de abastecimento de água é dividida nos denominados Distritos de Medição e Controle (DMC’s), que abrangem áreas menores de controle, mais gerenciáveis em termos de pressões e vazões, o que facilita a redução de perdas que ocorrem no sistema de distribuição.

Com efeito, após a implantação dos DMC’s o gerenciamento das perdas de água é realizado através do monitoramento das pressões e vazões. O gerenciamento das pressões possibilita, com sua redução, a diminuição das perdas.  Por sua vez, a medição das vazões permite identificar áreas com níveis elevados de vazamentos. A detecção e localização de vazamentos constitui a principal ação utilizada após a identificação do aumento da vazão. Embora existam diversos métodos e equipamentos para localizar vazamentos, os recursos acústicos são mais utilizados. Eles captam as vibrações decorrentes do movimento de água fora do tubo, em contato com o solo.

Embora os DMC’s tenham aplicação relativamente recente, trata-se de uma prática internacionalmente aceita como uma das mais eficientes para a redução de perdas de água no abastecimento público, pois facilita a análise e a identificação de problemas. A prática e a metodologia são utilizadas pelas maiores e mais sérias companhias de saneamento do mundo e estão incorporadas à filosofia da moderna gestão do processo de distribuição de água.

Essas constatações levaram o engenheiro civil José do Carmo de Souza Júnior a desenvolver dissertação de mestrado em que avalia a utilização dos DMC’s como ferramenta efetiva na gestão de perdas de água e a propor uma metodologia para aprimorar os trabalhos de redução dessas perdas. O estudo foi orientado pelo professor Paulo Vatavuk, do Departamento de Recursos Hídricos (DRH), da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Unicamp. O pesquisador também atua como funcionário da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp), no município de Bragança Paulista, empresa onde trabalha há 18 anos.

A pesquisa apoia-se em estudo de caso relativo à implantação de DMC’s no município de Bragança Paulista. O autor definiu como objetivos específicos discutir alternativas para implantação de DMC’s no município; apresentar formas de gerenciamento de perdas de água; propor uma metodologia para aprimorar a gestão dessas perdas, utilizando como suporte um sistema de informações geográficas; avaliar através de indicadores de desempenho e da utilização de balanço hídrico as perdas verificadas.

O levantamento de dados e a avaliação dos DMC’s implantados lhe permitiram comparar a situação anterior e posterior à implantação desses distritos, a aplicação dos conceitos de gerenciamento das pressões e vazões e a caracterização da área de estudo.

Conceitos

O autor esclarece que as perdas de água são classificadas em reais e aparentes. As reais correspondem aos volumes que não chegam ao consumidor devido a vazamentos em componentes do sistema de abastecimento como reservatórios, adutoras, redes e ramais. As perdas aparentes correspondem ao volume consumido, mas não medido e decorrem de fatores como erros de medição nos hidrômetros, fraudes, ligações clandestinas e falhas no cadastramento comercial.

Como suporte aos trabalhos foi utilizado um Sistema de Informação Geográfica (SIG), em que os dados relativos aos clientes e de infraestrutura das redes de abastecimento, entre outros, são georreferenciados, podendo ser visualizados de forma integrada em um mapa do município, possibilitando uma análise mais abrangente e com maior agilidade.

Por sua vez, na elaboração do balanço hídrico, que possibilita dimensionar os tipos de perdas ocorridos, são considerados os volumes de água que entram no sistema, consumos autorizados faturados e não faturados, que permitem chegar então às perdas aparentes e reais.

Com base em estudo de caso, José do Carmo apresenta as ferramentas utilizadas para o gerenciamento das pressões e vazões e propõe uma metodologia para intensificar os trabalhos de redução de perdas em DMC’s. Para tanto, ele utiliza o SIG, indicadores de desempenho adotados pela International Water Association (IWA) e a elaboração do balanço hídrico com a utilização do software gratuito WB-EasyCalc, do Banco Mundial.

O pesquisador considera que os resultados demonstram que a ferramenta possibilita uma gestão efetiva através de ações focadas inicialmente nos DMC’s que apresentam os maiores índices de perdas de água.

Estudo de caso

Com efeito, os dados se mostram efetivamente promissores. A partir da metodologia proposta pelo pesquisador foram identificados os DMC’s com maiores índices de perdas de água no município. Para o estudo de caso foi selecionado o DMC Jardim América, em que a perda de água se revelou mais elevada. Após a priorização e realização de serviços neste DMC o autor constatou uma queda significativa nas perdas de água. O índice de perdas por ligação passou de 643 litros por ligação, por dia, l/(ligação*dia), em janeiro de 2014, para 282 litros por ligação, por dia, l/(ligação*dia), em julho de 2014, e o índice de águas não faturadas no mesmo período caiu de 43,46% para 30,75%.

O autor justifica a utilização do indicador por ligação por dia pelo fato de a maioria dos vazamentos ocorrerem nos ramais que saem da rede de distribuição de água para as residências. Diante disso, quanto maior a quantidade de ramais maior a probabilidade de vazamentos, o que explica o fato de a maioria dos vazamentos ocorrerem em áreas com maior densidade de ligações. Ele considera que a metodologia proposta na dissertação para a gestão de perdas de água com a utilização dos DMC’s constitui uma ferramenta que pode ser utilizada pelas empresas de saneamento para redução das perdas nas redes de distribuição.

Para José do Carmo, “o gerenciamento através de DMC’s possibilita a atuação de maneira mais focada e eficiente pois, como se sabe, os recursos financeiros são geralmente escassos para a realização de trabalhos destinados à redução de perdas. Particularmente o direcionamento das ações para os DMC’s com maiores perdas permite alcançar resultados mais rápidos e efetivos, proporcionando maior redução dos volumes perdidos nas redes de distribuição”.

Metodologia

O pesquisador mostra a metodologia desenvolvida através de um fluxograma que apresenta as etapas propostas para intensificar os trabalhos de redução de perdas em DMC’s. As principais etapas delineadas são: levantamento de dados do DMC, tais como área de abrangência, número de ligações, entre outros; desenho do DMC no Sistema de Informação Geográfica (SIG); trabalho de campo para confirmação dos limites do DMC e, se necessário, ajuste do seu desenho no SIG; levantamento dos volumes micromedidos no SIG, que são aqueles registrados pelos hidrômetros dos imóveis por um período de referência, geralmente mensal; levantamento dos volumes macromedidos, obtidos a partir dos volumes registrados pelo medidor de vazão instalado na entrada do DMC; cálculo do índice de perdas por ligação no DMC, obtido da diferença dos volumes macromedidos e micromedidos em relação ao número de ligações de água ativas, indicado em litros/(ligação*dia); calculo percentual de águas não faturadas no DMC; elaboração do “ranking” dos DMC’s com as maiores perdas, o que permite localizar quais deles são prioritários em relação às ações que devem ser desencadeadas para a redução de perdas; balanço hídrico das águas dos DMC’s com as maiores perdas, que tem como objetivo conhecer detalhadamente os volumes de água do DMC, as perdas reais e aparentes, o que é feito através da utilização de software disponibilizado pelo Banco Mundial.

O software deve ser alimentado por dados como período considerado; volume de água recebida pelo sistema; volume faturado; usos operacionais, como limpeza de reservatórios; consumos irregulares, com base em histórico do distrito; submedição prevista para os hidrômetros residenciais; extensão da rede; informações financeiras quanto às aguas faturadas e não faturadas. Com base nas informações recebidas o software realiza o balanço hídrico por volume indicando percentualmente os vários tipos de perdas, possibilitando o direcionamento das ações adequadas.

O pesquisador lembra que a Sabesp vem trabalhando ao longo dos últimos anos com a implantação dos Distritos de Medição e Controle, que começou em Bragança Paulista em 2007 onde são hoje cerca de 30. O município tem cerca de 150 mil habitantes e mais de 400 km de rede de água, extensão que tornaria mais difícil localizar e enfrentar os problemas sem a implantação dos DMCs.

Publicação

Dissertação: “Distritos de Medição e Controle como ferramenta de gestão de perdas em redes de distribuição de água”

Autor: José do Carmo de Souza Júnior

Orientador: Paulo Vatavuk

Unidade: Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FEC)

(Portal Unicamp)



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