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AULA 1

PRINCÍPIOS RELEVANTES PARA A

EFICIENTE GESTÃO TÉCNICA DE SISTEMAS

DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Coimbra, 10 de Maio de 2003

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O objectivo de qualquer entidade gestora de sistemas de abastecimento de água é pôr à disposição do maior número de cidadãos da sua área de jurisdição a água de que eles necessitam:

INTRODUÇÃO

Em quantidade suficiente;

à pressão adequada;

com a qualidade satisfatória;

sem interrupções;

em condições de eficiência tão elevada quanto possível em termos do uso dos recursos naturais, humanos, tecnológicos e financeiros.

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Planeamento e projecto de sistemas novos com base em procedimentos mais ou menos fixos:

Concepção tradicionalista

Caudais de dimensionamento dos reservatórios e das condutas

Dimensionamento dos diversos componentes

Verificação do funcionamento para situações de incêndio

Estimar Consumo per capita (HP)População (HP)Factores de ponta diário e instantâneo

Decidir layout (estrutura ramificada com fecho de algumas malhas)

Definir horizonte de projecto HP(40 anos c.c./ 20 anos equip.)

minimizaçãode custos

cálculo do equilíbrio hidráulico do sistema para

a situação de dimensionamento

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Utilização de estimativas por excesso do caudal de dimensionamento: de factor de segurança a potencial responsável pela degradação da qualidade da água;

pouca utilização efectiva das potencialidades da simulação, empregue apenas para verificação do equilíbrio hidráulico em situações limite de funcionamento;

exploração deficiente da melhor localização de reservatórios de percurso ou equilíbrio, e sua combinação com o modo de funcionamento de estações elevatórias;

pouca ou nenhuma utilização efectiva de dados históricos de operação.

Limitações (exemplos)

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Crescente predominância de remodelações versus sistem. novos;

sensibilização para a necessidade de sustentabilidade da gestão;

maior consciencialização para os aspectos ambientais (conservação de recursos);

maior relevância dos aspectos de qualidade da água;

identificação e análise, na fase de projecto, dos cenários de operação mais adequados durante toda a vida da obra;

reconhecimento das vantagens de uma visão integrada e pluridisciplinar da gestão dos sistemas;

equipamento computacional cada vez mais acessível;

vulgarização do uso de sistemas de informação e consenso na necessidade de integrar esta informação;

papel do cidadão-consumidor progressivamente mais relevante.

FACTORES DE MUDANÇA

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Planos de desenvolvimento estratégico

Visão integrada

Flexibilização da gestão

Conservação e recuperação de energia

Controlo de perdas

Monitorização do funcionamento

Modularização das redes

Inspecção e manutenção de rotina

PLANEAMENTO, CONSTRUÇÃO, OPERAÇÃO, MANUTENÇÃO

E REABILITAÇÃO

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É necessário elaborar, actualizar sistematicamente e cumprir um Plano Director dos Sistemas de Abastecimento de Água;

este Plano especifica os objectivos globais, as áreas de intervenção, as exigências de funcionamento, os requisitos gerais que os sistemas devem satisfazer, as metas a atingir em termos de qualidade do serviço, os condicionalismos financeiros existentes e uma estimativa preliminar dos custos e prazos previsíveis de execução;

este Plano deve estar de acordo com o estabelecido nos planos de ordenamento do território e com o Plano de Investimento.

Planos de desenvolvimento estratégico

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Necessidade de ter em conta, para além dos aspectos hidráulicos e de custos, outros factores por vezes contraditórios:

aspectos ambientais e sociais; (incluindo a racionalização do uso da água e da energia)

qualidade da água;

fiabilidade do sistema;

tentativa de obtenção de um bom compromisso em face das gamas de utilização previsível ao longo da vida útil do sistema, só possível através de abordagens integradas;

novas metodologias destinadas a ajudar os técnicos a comparar soluções alternativas atendendo aos diversos pontos de vista relevantes.

Visão integrada

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Justifica-se pela crescente complexidade da gestão dos sistemas. Concretiza-se pela:

Introdução de equipamentos manobráveis que conferem flexibilidade de operação, permitindo em cada momento ajustar o modo de funcionamento à disponibilidade de recursos e às necessidades dos consumidores;

utilização crescente de válvulas telecomandadas ou automatizadas que permitem alterar os circuitos da água ou ajustar as pressões ou os caudais, contribuindo para melhorar os níveis de serviço, para melhorar a eficiência energética ou para reduzir as perdas;

previsão de tipo e localização destes elementos na fase de projecto, com apoio sistemático da simulação;

instalação faseada (as caixas onde irão ser colocados deverão ser construídas desde início, para minimizar custos marginais - directos, ambientais e sociais).

Flexibilização da gestão

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Aspectos de layout ;

selecção do equipamento;

manutenção do equipamento;

utilização das tarifas de energia mais baixas;

estabelecimento e gestão das potências contratadas;

utilização de equipamento de recuperação de energia.

Conservação e recuperação de energia

O custo de energia tem quase sempre um peso muito grande nos custos globais de exploração. Tanto por razões económicas como por razões ambientais, deve ser uma preocupação constante a minimização do consumo global de energia. As acções a adoptar com este objectivo podem incluir:

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A ocorrência de perdas de água é inevitável.

Perdas elevadas têm consequências económicas e ambientais muito negativas.

É cada vez mais difícil que o público aceite elevadas percentagens de perdas, ou que algumas entidades gestoras não procedam às medições de caudal necessárias para avaliar o volume real de perdas nos sistemas a seu cargo.

Existem diversas técnicas de controlo de perdas de água. O primeiro passo consiste na realização de balanços de massas consistentes e sistemáticos.

produzido; fornecido a cada sistema de distribuição; adquirida ao exterior (importada); vendida ao exterior (exportada e consumida internamente)

Controlo de perdas

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Flexibilidade depende da modularidade, que requer:

Separar a componente de adução da componente de distribuição;

criar andares de pressão independentes quando as diferenças de cotas topográficas o justificarem;

sectorizar a rede em zonas de reduzida dimensão (da ordem de grandeza de 6000 a 9000 habitantes-equivalente cada uma).

Modularização das redes

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É MAIS FÁCIL PREVENIR DO QUE REMEDIAR

Deve ser feita de forma sistemática a manutenção de:

instalações elevatórias;

equipamentos de medição e outra instrumentação;

marcos de incêndio, bocas de incêndio e de rega e as válvulas do sistema de distribuição;

reservatórios de água;

equipamentos eléctricos de rotina e de emergência;

equipamentos de automação e supervisão.

NOTA: Deve haver procedimentos escritas!

Inspecção e manutenção de rotina

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Simulação hidráulica: Fundamental

e de qualidade: Importante

EPANET, desenvolvido pela Environmental Protection Agency (Estados Unidos da América) é distribuído gratuitamente a qualquer pessoa. Pode ser obtido pela rede Internet (endereço http://www.epa.gov).

Sistemas de informação

Sistemas de gestão de clientes Sistemas com referenciação geográfica Sistemas de telemedição / telegestão Sistemas de informação para apoio à manutenção Sistemas de informação para apoio aos laboratórios

FERRAMENTAS DE APOIO

INFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃOINFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃOINFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃOINFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃO

Dados de base Dados de base

Aplicações computacionaisAplicações computacionais

Instrumentosde Apoio à DecisãoInstrumentosde Apoio à Decisão

INFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃO INFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃO INFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃO INFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃO

SISTEMAS DE APOIO À ENGENHARIASISTEMAS DE APOIO À ENGENHARIASISTEMAS DE APOIO À ENGENHARIASISTEMAS DE APOIO À ENGENHARIA

(dados de recursos naturais, das infra-estruturas, operacionais)

Modelação/simulaçãoSistemas de informação (SIG, SCADA, LIMS, ...)

SISTEMAS DE APOIO À GESTÃOSISTEMAS DE APOIO À GESTÃOSISTEMAS DE APOIO À GESTÃOSISTEMAS DE APOIO À GESTÃO

(dados de recursos naturais, de rec. humanos, das infra-estruturas, operacionais,

qualidade de serviço e financeiros)

sistemas de informação (cliente, pessoal,...)

Aplic.económicas e financeiras

Aplicações computacionais

Dados de base

Instrumentosde Apoio à Decisão

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• Sistemas de gestão de clientes; • Sistemas com referenciação geográfica (ex.: SIG);• Sistemas de telemedição / telegestão (ex.: SCADA);• Sistemas de informação para apoio à manutenção; • Sistemas de informação para apoio aos laboratórios

(LIMS);• Sistemas de indicadores de desempenho (ex: sistema

IWA).

PRINCIPAIS TIPOS DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO

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• Simulação hidráulica: Fundamental

• Simulação de qualidade da água: Importante– Bom exemplo de software do domínio público:

EPANET, desenvolvido pela Environmental Protection Agency (E.U.A.). Pode ser obtido pela Internet (www.epa.gov).

INSTRUMENTOS COMPLEMENTARES

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• Os diversos SI são complementares;

• o planeamento e desenvolvimento devem ser coordenados;

• os fluxos de dados bem identificados;

• uma boa modelação de dados é fundamental.

COMPLEMENTARIDADE E INTERDEPENDÊNCIA DOS SI

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• Exemplo 1: Controlo de perdas de água– SIG: delimitação de zonas e identificação dos

consumidores incluídos; dados de cadastro;– SI clientes: dados de facturação;– SCADA: dados de vazão e de pressão;– SI manutenção: registo de roturas e de

intervenções;– Modelos de simulação: estudo das zonas de

corte e estimação das pressões.

EXEMPLOS DE INTERDEPENDÊNCIA

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• Exemplo 2: Projectos de expansão– SI clientes e SCADA: previsão de necessidades

com base nos registos históricos;– SIG: dados de cadastro;– Modelos de simulação: análise de soluções

alternativas; previsão do desempenho hidráulico e de qualidade da água.

EXEMPLOS DE INTERDEPENDÊNCIA

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• Exemplo 3: Controlo de qualidade da água nos pontos de consumo– Modelos de simulação: estudo das zonas críticas, dos

pontos de recloragem, etc.;

– SIG: delimitação de zonas e identificação dos consumidores incluídos; dados de cadastro;

– SI clientes: dados de facturação; dados de reclamações;

– SI manutenção: dados sobre intervenções na rede

– SCADA: dados de vazão e de qualidade da água

– LIMS: resultados analíticos

EXEMPLOS DE INTERDEPENDÊNCIA

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• Exemplo 4: Avaliação do desempenho– ID de recursos naturais: dados operacionais– ID de recursos humanos: SI de pessoal– ID de infra-estruturas físicas: SIG– ID operacionais: SI de manutenção, SCADA,

LIMS, SI de clientes, modelos de simulação;– ID de qualidade de serviço: SI de clientes, SI de

manutenção, SCADA– ID financeiros: SI de clientes, aplicações

financeiras

EXEMPLOS DE INTERDEPENDÊNCIA

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• As referências a um mesmo objecto diferem de SI para SI, e não se reconhecem mutuamente

• Actualizações de informação independentes

• Versões de “software” incompatíveis

DIFICULDADES TÍPICAS

Início do uso da informática

Aplicação

Ficheiros de dados

Aplicação

Ficheiros de dados

Aplicação

Ficheiros de dados

Aplicação

Ficheiros de dados

Tendência actual: os dados como plataforma comum

Aplicação

Bases de dados

Aplicação AplicaçãoAplicação

Uso de SGBD proprietários ou comerciais

Bases dedados

Aplicação

Bases dedados

Aplicação

Bases dedados

Aplicação

Bases dedados

Aplicação

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• Identificação das áreas funcionais com necessidade de melhoramento;

• identificação dos fluxos de informação e das relações com outros SI; desenvolvimemto dos modelos de dados;

• planificação da implantação;• selecção da plataforma adequada;• desenvolvimento das aplicações;• recolha da informação;• verificação e validação dos dados de campo;• formação;• incorporação na rotina operacional da empresa;• manutenção e exploração.

FASES DE DESENVOLVIMENTO DE UM SI

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FACTORES FREQUENTES DE INSUCESSO

• Falta de receptividade dos utilizadores finais por reacção negativa à alteração de rotinas estabelecidas, por falta de preparação técnica, ou por desajuste das facilidades implementadas e das necessidades efectivas;

• excessivo número de variáveis registadas, o que resulta em elevados tempos de resposta do sistema informático e em volumes de dados exagerados e dificilmente manipuláveis;

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• complexidade excessiva de alguns procedimentos, acarretando necessidade de formação para tarefas que deveriam ser intuitivas;

• desajuste entre a fiabilidade dos dados e os requisitos de utilização;

• dificuldade de diálogo com outros sistemas de informação.

FACTORES FREQUENTES DE INSUCESSO (CONT.)

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• Princípio da satisfação do utilizador:– o desenvolvimento de um sistema de informação não é

um objectivo em si mesmo;

• Princípio da integração / centralização dos dados: – contrariamente à abordagem tradicional, hoje em dia

tende-se a integrar os dados das diversas aplicações;

• Princípio da parcimónia: – a definição das funcionalidades de um sistema de

informação e das grandezas que irão ser arquivadas deve ser efectuada de modo a distinguir claramente o fundamental do teoricamente interessante.

PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS PARA EVITAR O INSUCESSO

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Variáveis explicativas

Perfil da entidade gestoraPerfil da entidade gestora

perfil do sistemaperfil do sistema

perfil da regiãoperfil da região

Indicadores de desempenho - estrutura “IWA”

Indicadores de desempenho

de recursos hídricosde recursos hídricos

de pessoalde pessoal

de infra-estruturasde infra-estruturas

operacionaisoperacionais

de qualidade de serviçode qualidade de serviço

económico-financeiroseconómico-financeiros

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Comparou-se a abordagem tradicional com a actual abordagem integrada.

Deu-se particular atenção aos aspectos referentes aos planos de desenvolvimento estratégico, à flexibilização da gestão, à conservação e recuperação de energia, controlo de perdas de água, medições na rede, modularização das redes e inspecção e manutenção.

Discutiram-se as ferramentas disponíveis para apoio àquelas

tarefas são discutidas.

Síntese conclusiva

Trivialidades? Trivialidades?

Serão mesmo?Serão mesmo?