eficiÊncia energÉtica - snis · • caderno temático 5 - planejamento e gestão. o primeiro...

Secretaria Nacional de Saneamento

Ambiental - SNSA

EFICIÊNCIAENERGÉTICA

AÇÕES DE ASSISTÊNCIA TÉCNICA EM REDUÇÃOE CONTROLE DE PERDAS DE ÁGUA E USOEFICIENTE DE ENERGIA ELÉTRICA

VERSÃO REVISADA

MINISTÉRIO DAS CIDADES

Ministro das Cidades Alexandre Baldy de Sant’anna Braga

Secretário Executivo Silvani Alves Pereira

Secretário Nacional de Saneamento Ambiental Adailton Ferreira Trindade

Diretor do Departamento de Planejamento e RegulaçãoErnani Ciríaco de Miranda

Coordenadora da UGP/SNSAWilma Miranda Tomé Machado

Equipe Técnica do INTERÁGUASAndré Braga Galvão Silveira, José Dias Corrêa Vaz de Lima, Paulo Rogério dos Santos e Silva

Consultor INTERÁGUASAirton Sampaio Gomes

BANCO MUNDIAL

Gerente de ProjetoMarcos Thadeu AbicalilPaula Pedreira de Freitas de Oliveira

INSTITUTO INTERAMERICANO DE COOPERAÇÃO PARA A AGRICULTURA – IICA

Representante do IICAJorge Hernán Chiriboga

Equipe Técnica IICACristina Costa, Kilmara Ramos, Gertjan Beekman

CONSÓRICO WMI - NG INFRA - SAGE

Equipe TécnicaAlexandra De Nicola, Alexandre Savio Pereira Ramos, Álvaro José Menezes da Costa, Ana Lú-cia Floriano Rosa Vieira, Andrey Barbosa Dantas Souza, Augusto Nelson Carvalho Viana, Bertrand Dardenne, Cássio Caçula de Lima, Clênio Alberto Argôlo Lopes, Diogo da Fonseca Reis, Eduardo Augusto Ribeiro Bulhões Filho, Eudes de Olivei-ra Bomfim, Fátima Carteado, Franz Bessa da Sil-va, Geraldo Prado de Almeida, Hamilton Pollis, Heber Pimentel Gomes, Hudson Tiago dos San-

tos Pedrosa, Hugo Fagner dos Santos Pedrosa, Ítala Gomes dos Santos Jesus, Jair Jackson Dias Santiles, Jairo Tardelli Filho, Jardel Almeida de Oliveira, Jean Morillas, João Gustavo Ferreira Ju-nior, João Roberto Rocha Moraes, José Fabiano Barbosa, Julian Thornton, Ksnard Ramos Dantas, Leandro Moreira, Lineu Andrade de Almeida, Luís Carlos Rosas, Luís Guilherme de Carvalho Bechuate, Luiz Fernando Rainkober, Mariana Freire dos Santos, Maurício Alves Fourniol, Mau-rício André Garcia, Michel Vermersch, Milene Cássia França Aguiar de Salvo, Nilson Massami Taira, Paula Alessandra Bonin Costa Violante, Paulo Cezar de Carvalho, Pedro Frigério Paulo, Pedro Gilberto Rodrigues da Mota, Pedro Paulo da Silva Filho, Pertony Ribeiro Guimarães, Ro-dolfo Alexandre Cascão Inácio, Rodrigo Andrade de Matos, Rodrigo Martin Teresi, Sílvio Henrique Campolongo, Thatiane Medeiros Soares de Al-meida, Vinicius Kabakian, Wantuir Matos de Car-valho, Wellington Luiz de Carvalho Santos

Coordenação editorialAlexandra De Nicola (MTb 23.341-SP), Rodolfo Alexandre Cascão Inácio

RedaçãoAlexandra De Nicola, José Fabiano Barbosa, Os-valdo Luiz Cramer de Otero, Pedro Paulo da Silva Filho

RevisãoAirton Sampaio Gomes, Alexandra De Nicola, An-dré Braga Galvão Silveira, José Dias Corrêa Vaz de Lima, Maurício Alves Fourniol, Rodolfo Alex-andre Cascão Inácio

DiagramaçãoTraço Leal Comunicação

Agosto/2018

Sumário1. A SISTEMATIZAÇÃO DO PROJETO – METODOLOGIA E ESTUDOS DE CASO ..................... 6

1.1 O Registro do Projeto Com+Água.2 .....................................................................................................6

2. A GESTÃO DA ENERGIA ................................................................................................. 72.1 Aspectos Conceituais ................................................................................................................................7

2.1.1 O Gerenciamento Energético e sua Importância na Avaliação de Desempenho em Sistemas de Bombeamento .....................................................................................82.1.2 Diagnóstico e Proposição de Alternativas .................................................................................92.1.3 A Ligação Entre a Eficiência Energética - EE e o Comportamento Hidráulico do Sistema ..................................................................................................................................102.1.4 Medidas Complementares ...............................................................................................................102.1.5 Avaliação Financeira de Ações de EE ...........................................................................................112.1.6 Verificação dos Resultados ..............................................................................................................112.1.7 Mecanismos de Financiamento .....................................................................................................12

2.1.7.1 Procel Sanear ................................................................................................................................122.1.7.2 Project Financing .........................................................................................................................132.1.7.3 Probiogás ........................................................................................................................................142.1.7.4 Proeesa ............................................................................................................................................142.1.7.5 Linhas de Financiamento do Ministério das Cidades .....................................................142.1.7.6 PEE – Programa de Eficiência Energética da ANEEL .......................................................14

2.2 Histórico Geral ............................................................................................................................................14

3. METODOLOGIA ................................................................................................................................... 193.1 Detalhamento da Metodologia At 4 ....................................................................................................193.2 Atualização Metodológica em Relação ao Com+Água ..................................................................19

3.2.1 Plano de Aplicação dos Recursos do Procel ..............................................................................203.2.2 Normas da International Organization for Standardization - ISO .....................................203.2.3 Softwares ...............................................................................................................................................21

3.2.3.1 Softwares de Gestão Energética ............................................................................................213.2.3.2 Retscreen ........................................................................................................................................233.2.3.3 Strata (Cotopaxi) ..........................................................................................................................243.2.3.4 Sigma (Team) ................................................................................................................................263.2.3.5 Softwares de Manutenção para Empresas de Saneamento .........................................273.2.3.6 SAP ...................................................................................................................................................303.2.3.7 EAM ..................................................................................................................................................303.2.3.8 Protheus .........................................................................................................................................313.2.3.9 SIM (ASTREIN) ..............................................................................................................................323.2.3.10 Softwares de Operação de Sistemas de Abastecimento .............................................32

3.3 Diagnóstico Hidroenergético .................................................................................................................333.4 Medidas Administrativas e Redução de Gastos com Energia Elétrica ....................................35

3.4.1 Gestão de Contas ................................................................................................................................353.4.2 Medidas Institucionais ......................................................................................................................363.4.3 Medidas Operacionais não Ligadas Diretamente à Atividade-Fim ...................................36

3.5 Projetos de Eficiência Energética com a Redução de Consumo e de Demanda de Energia Elétrica .......................................................................................................................36

3.5.1 Planejamento das Ações ..................................................................................................................373.5.2 Operacionalização das Ações .........................................................................................................383.5.3 Redução das Perdas Reais de Água e Impacto no Consumo de Energia .........................383.5.4 Operação de Reservatórios de Água de Modo a Minimizar o Bombeamento em Horários de Ponta ....................................................................................................40

Eficiência Energética

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3.5.5 Redução da Altura Manométrica de Bombeamento, através de Alterações Físicas ou Operacionais .........................................................................................................413.5.6 Melhoria do Rendimento dos Equipamentos ............................................................................413.5.7 Utilização de Inversores de Frequência em Conjuntos Motobombas que Operem com Variação de Pressão e/ou de Vazão ao Longo do Tempo ..............................43

3.6 Projetos de Microgeração de Energia Elétrica ................................................................................453.6.1 Geração Hidroelétrica, a Partir do Aproveitamento de Adutoras e Reservatórios Existentes .............................................................................................................................453.6.2 Bomba Funcionando como Turbina ..............................................................................................493.6.3 Geração Fotovoltaica Aplicando-se os Painéis Fotovoltaicos nos Telhados e Coberturas de Construções em Estações Elevatórias de Tratamento de Água ........................513.6.4 Geração Termoelétrica Através do Aproveitamento do Biogás Produzido em Reatores Anaeróbicos nas Estações de Tratamento de Esgoto - ETE ..........................................53

3.7 Manutenção Preventiva e Preditiva Eletromecânica .....................................................................533.7.1 Manutenção Preventiva.....................................................................................................................543.7.2 Manutenção Preditiva ........................................................................................................................543.7.3 Manutenção Corretiva .......................................................................................................................543.7.4 Planejamento........................................................................................................................................543.7.5 Operacionalização ..............................................................................................................................55

4. INDICADORES DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO ............................................................................................................................ 57

4.1 Indicadores de Desempenho Operacional ........................................................................................574.1.1 Consumo Específico de Energia Elétrica - CE ............................................................................574.1.2 Consumo Específico de Energia Elétrica Normalizado - CEN ..............................................584.1.3 Fator de Carga - FC .............................................................................................................................59

4.2 Indicadores de Desempenho Financeiro ...........................................................................................594.3 Determinação de Indicadores em Campo e Analise de Pré-Viabilidade no Com+Água.2 ..................................................................................................................59

5. DESAFIOS PARA A MELHORIA DE DESEMPENHO NOS PRESTADORES ............................ 63

Lista de FigurasFigura 1. Consumo de Energia Elétrica no Saneamento ..................................................................................17Figura 2. Gestão de Energia .......................................................................................................................................22Figura 3. Software Retscreen .....................................................................................................................................23Figura 4. Tela do Software Retscreen......................................................................................................................23Figura 5. Software Retscreen .....................................................................................................................................24Figura 6. Tela do Strata (Cotopaxi) ...........................................................................................................................25Figura 7. Software Strata (Cotopaxi) ........................................................................................................................25Figura 8. Tela do Sigma (Team) .................................................................................................................................26Figura 9. Softaware Sigma (Team) ...........................................................................................................................26Figura 10. Indicadores de Gestão .............................................................................................................................27Figura 11. Gráfico de Indicadores de Manutenção .............................................................................................28Figura 12. Tela de Movimentação Visual ...............................................................................................................28Figura 13. Tela da Ordem de Serviço ......................................................................................................................29Figura 14. Tela de Cadastro de Ativos .....................................................................................................................29Figura 15. Tela da Ordem de Serviço com Procedimentos ..............................................................................29Figura 16. Tela do Sap ..................................................................................................................................................30Figura 17. Tela do Software Emanut ........................................................................................................................31Figura 18. Tela do Software Protheus .....................................................................................................................31Figura 19. Software Sim ..............................................................................................................................................32Figura 20. Melhoria de Desempenho Hidroenergético ....................................................................................34Figura 21. Etapas do Diagnóstico Hidroenergético ...........................................................................................34


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Figura 22. Comparativo de Rendimento para Motores de 4 Polos, 60Hz ...................................................43Figura 23. Classificação do Porte das Usinas em Função da Potência Instalada ....................................45Figura 24. Diagrama Esquemático de Geração Hidroelétrica ........................................................................46Figura 25. Centrais Geradoras em Adutoras de Água Tratada ........................................................................46Figura 26. Mapa de Medellim - Colômbia..............................................................................................................47Figura 27. Dados das Centrais Geradoras em Adutoras de Água Tratada ..................................................47Figura 28. Centrais Geradoras em Adutoras de Água Bruta ............................................................................48Figura 29. Dados das Centrais Geradoras em Adutoras de Água Bruta ......................................................48Figura 30. Bomba Funcionando como Turbina ....................................................................................................49Figura 31. Bomba Funcionando como Bomba .....................................................................................................49Figura 32. Desenho Esquemático de Captação – Captação Até a Casa de Força ....................................49Figura 33. Turbinais Helicoidais para Gerar Energia Elétrica .........................................................................50Figura 34. Sistemas Fotovoltaicos ...........................................................................................................................52Figura 35. Características da Bomba de Inversão ..............................................................................................60Figura 36. Análise de Pré-Viabilidade Financeira – Ações de Eficiência Energética ..............................61Figura 37. Análise de Pré-Viabilidade Financeira – Geração Hidroelétrica ...............................................62Figura 38. Análise de Pré-Viabilidade Financeira – Geração Fotovoltaica ................................................62

Lista de FotosFoto 1. Sistema BFT na Fazenda Boa Esperança em Minas Gerais .............................................................50Foto 2. Turbinais Helicoidais para Gerar Energia Elétrica ...............................................................................51Foto 3. Conjunto Motobomba da Inversão ............................................................................................................60

Lista de TabelasTabela 1. Etapas do Diagnóstico Hidroenergético .............................................................................................39Tabela 2. Determinação do Rendimento de Inversores de Frenquência de Diversas Potencias Nominais ....................................................................................................................................44Tabela 3. Dados Resumidos do Diagnóstico Hidroenergético .......................................................................60


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1.1 O Registro do Projeto COM+ÁGUA.2

A metodologia do Projeto COM+ÁGUA.2, para a gestão integrada e participa-tiva visando o combate e o controle

das perdas de água e o uso eficiente de energia elétrica em sistemas de abastecimento de água selecionados na Chamada Pública nº 104/2014 está descrita em seis livretos que compõem o Compêndio Metodológico COM+ÁGUA.2:

• O Projeto COM+ÁGUA.2;• Caderno Temático 1 - Mobilização Social;• Caderno Temático 2 - Perdas Reais;• Caderno Temático 3 - Perdas Aparentes;• Caderno Temático 4 - Gestão da Energia;• Caderno Temático 5 - Planejamento e Gestão.

O primeiro caderno é uma apresentação ge-ral do COM+ÁGUA.2, suas Áreas Temáticas – AT e a integração entre elas, as capacitações ge-rais e em processo e aspectos metodológicos. Os seguintes são dedicados a cada uma das AT, detalhando-as para melhor compreensão e re-plicação da metodologia.

A aplicação prática do projeto nas duas áreas prioritárias selecionadas na chamada pú-blica, ocorrida por meio de assistência técnica de consultores do Consórcio WMI/NG INFRA/SAGE às equipes da Companhia Pernambucana de Saneamento - COMPESA e Empresa Baiana de Água e Saneamento S.A. - EMBASA, são apresen-tadas em dois livretos de estudos de caso:

• Estudos de caso – COMPESA;• Estudos de caso – EMBASA.

Juntas, as oito publicações compõem uma caixa de onde se podem sacar oportunidades de conhecer uma metodologia diferenciada, em que a Gestão Integrada & Participativa e a Mobilização Social se apresentam como fatores de mudança cultural a provocar as empresas de saneamento a encontrarem um caminho fértil para o controle e diminuição das perdas em seus sistemas de produção e abastecimento de água.

Boa leitura e uso!

1. A SISTEMATIZAÇÃO DO PROJETO – METODOLOGIA E ESTUDOS DE CASO


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2. A GESTÃO DA ENERGIA

A escassez de energia vem assumindo papel de relevância cada vez maior no painel das preocupações de líderes

mundiais e de cientistas de todas as nacionali-dades. Se, por um lado, a utilização de combus-tíveis fósseis e carvão para geração de energia elétrica, proporcionou grande desenvolvimento econômico no passado, por outro lado acarretou problemas ambientais que assumem importân-cia crescente na busca por uma solução para o desenvolvimento sustentável, agravada pela superpopulação, crise dos combustíveis fósseis, escassez de água, poluição dos mananciais e problemas climáticos, dentre outros.

Assim é que organizações internacionais de todas as tendências e especialidades se têm de-bruçado sobre o assunto, explorando todas as vertentes, ramificações e imbricações, podendo--se citar como exemplo, dentre outras:

e EVO - Efficiency Valuation Organization1, or-ganização sem fins lucrativos com sede nos EUA e escritório no Canadá, cuja missão con-siste em assegurar a medição e verificação correta da economia e impacto decorrentes de projetos de sustentabilidade e eficiência energética, através de certificação IPVMP (In-ternational Performance Measurement and Verification Protocol), por ela publicado em

1997 e revisado continuamente. Publicou em 2009 o International Energy Efficiency Finan-cing Protocol (IEEFP), como guia para insti-tuições locais de financiamento, ao redor do globo, avaliarem e financiarem projetos reno-váveis de eficiência energética.

e OLADE - Organización Latino Americana de Energia2, organização intergovernamental internacional, criada em 1973, com sede em Quito (Equador) para incentivar o melhor uso dos recursos energéticos dos países da região, contribuindo para sua integração, desenvol-vimento sustentável e segurança energética, assessorando e impulsionando a cooperação e coordenação entre os países membros. Res-ponsável por algumas usinas hidroelétricas binacionais, inclusive Itaipu.

e DGNB - ´Deutsche Gesellschaft für Nachhal-tiges Bauen3 (German Sustainable Building Council), organização não governamental sem fins lucrativos, fundada na Alemanha em 2007 por 16 iniciadores de áreas diversas do setor da construção e imobiliário, contando hoje com mais de 1000 membros, com o ob-jetivo de promover construções sustentáveis e eficientes economicamente.

e WGBC – World Green Building Council4, rede mundial de conselhos independentes (orga-nizações não governamentais, sem fins lu-crativos), que visam fomentar a indústria de

2.1 Aspectos Conceituais

1 https://evo-world.org/en/ 2 www.olade.org3 https://www.dgnb.de/en/council/dgnb/4 www.worldgbc.org


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construções sustentáveis. O Brasil tem seu conselho integrado à rede5.

e COP – Conferência das Partes da Convenção--Quadro das Nações Unidas sobre mudanças climáticas, órgão máximo da Convenção do Clima (estabelecida durante a Rio-92), rea-lizada anualmente desde 1995, visando a estabelecer acordos para redução das emis-sões de gases de efeito estufa.

O setor saneamento, com uso intensivo de bombeamento, alia a possibilidade de conju-gar o uso racional da água com o uso eficiente da energia, tendo sido identificada a possibili-dade de redução de consumo no setor em até 45%, dos quais 20% decorrentes de medidas de eficiência energética e 25% de redução de perdas de água6.

Na mesma referência acima citada é pos-sível encontrar, nas páginas introdutórias, uma listagem de associações, empresas, entidades de ensino e pesquisa e diversas outras conectadas ao tema no Brasil.

Para obtenção e manutenção das economias previstas nos projetos de eficiência energética é fundamental a implantação de sistemas de gestão nas operadoras, que podem contar, como elementos de apoio indispensáveis ao trata-mento dos dados em todas as áreas da empresa, com recursos computacionais que serão aborda-dos em maior detalhe no item 4.2.3.

2.1.1 O Gerenciamento Energético e sua Importância na Avaliação de Desempe-nho em Sistemas de Bombeamento

Água e energia são, cada vez mais, insumos caros e escassos. Acresce, pois, a importância da utilização otimizada dos mesmos, tendo em vis-ta a crise dos combustíveis fósseis e a necessi-dade de preservação do meio ambiente.

Com os aumentos das tarifas de energia elé-trica dos últimos 10 anos, no Brasil, a represen-tatividade dos custos com energia se posiciona atualmente entre as três principais despesas das empresas de saneamento, chegando a represen-tar até 30% dessas despesas operacionais.

Cerca de 95% dos consumos de energia no saneamento são devidos às instalações de bombeamento.

De uma forma geral, avalia-se a eficiência energética de um sistema ou instalação pela re-lação entre o consumo de energia elétrica (kWh) e o volume bombeado (m3), buscando-se obter o menor índice nas condições intrínsecas do sis-tema ou instalação estudados.

As prestadoras de serviço de abastecimen-to de água, em sua maioria, não têm sistemas de gestão de energia implantados, seja por falta de conhecimento ou de recursos, e, às vezes, de ambos.

A gestão começa pelo entendimento e pela mensuração do processo. O sistema de medição e registro das grandezas envolvidas, necessário para identificação das oportunidades de melho-ria do desempenho dos equipamentos e da ope-ração do sistema é o primeiro grande ausente na maior parte das prestadoras. Sem medição e registro, falta também o acompanhamento on line do desempenho, e reduz-se a possibilidade de ganhos (ou de redução de perdas) seja pela previsão dos problemas, seja por intervenção e correção rápidas quando da ocorrência dos mesmos. Mais raros ainda são os centros de operação do sistema, onde as informações das diferentes instalações de bombeamento pos-sam ser centralizadas, processadas e analisadas, permitindo automatização da operação e propi-ciando feedback para revisão das rotinas opera-cionais. Este fato é explicável pela necessidade da implantação de um sistema de comunicação, além dos equipamentos de medição, monitores e computadores e programas.

Na era da tecnologia, embora ainda de for-ma incipiente, é notada uma tendência positiva ao uso de sistemas de informação digitais como auxiliares na gestão, incluindo-se planilhas para cálculo de balanço hídrico, bancos de dados com cadastro de ativos e cadastros de clientes, co-nectados a mapas georreferenciados. Menos co-mum é o uso de programas específicos para ges-tão da energia e gestão da manutenção, entre

5 www.gbcbrasil.org.br6 Ministério das Minas e Energia – Plano Nacional de Eficiência Energética – PNEF (2011).


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outros, a serem abordados em seção específica, conforme mencionado no item 3.1.

Mesmo sem a sofisticação acima referida, um primeiro passo importante (e ausente to-tal ou parcialmente em significativa parte das prestadoras) deve ser a criação e manutenção de indicadores de desempenho energético que permitam acompanhar os resultados das ações de eficientização.

A integração multidisciplinar entre as áreas envolvidas (hidráulica, mecânica e elétrica) para a implantação de medidas que reduzam a ineficiência energética não faz parte da cultu-ra da maioria das operadoras, excetuadas (em muitos casos, apenas parcialmente) as grandes empresas estaduais.

O Projeto COM+ÁGUA.2 teve como alguns de seus objetivos a disseminação dos conhe-cimentos necessários à determinação das condições de desempenho, à investigação das oportunidades de melhoria e à implantação de um sistema de acompanhamento e gestão per-manente do consumo de energia elétrica e uso racional da água.

As ações para melhoria da eficiência na operação do sistema podem ter seu efeito re-duzido em curto prazo se não forem acompa-nhadas por uma mudança organizacional, tanto na estrutura técnica e comercial como na área administrativa, englobando-se nesta última as ações de conscientização dos funcionários quanto à importância do produto da empresa para a sociedade brasileira, em particular, e, numa perspectiva holística, para a sustentabi-lidade da vida no planeta.

Destarte, a viabilidade de execução das ações de eficiência energética a serem propostas deve ser iniciada por um amplo diagnóstico em todas as áreas e pela sensibilização das equipes quan-to à importância do tema. Paralelamente, pode ser efetuada uma campanha educativa junto às comunidades consumidoras, fundamental para o sucesso da racionalização do uso da água, re-duzindo desperdícios e conscientizando-as em relação a temas ambientais.

As ações devem ser balizadas por padrões de referência e pelos estudos de viabilidade eco-nômica dos investimentos associados, eis que a busca pela máxima eficiência pode ser sempre

estendida, mas, a partir de determinado ponto, os recursos requeridos podem não ser mais jus-tificáveis, seja pelo retorno financeiro insuficien-te, seja pelo montante dos recursos disponíveis.

2.1.2 Diagnóstico e Proposição de Al-ternativas

Nesta etapa incluem-se as seguintes ativi-dades e levantamentos:

e Medições das grandezas elétricas e hidráu-licas de conjuntos motobomba, preferen-cialmente com registro ao longo do ciclo de operação;

e Levantamento das curvas de demanda dos reservatórios (volumes fornecidos ao sistema de distribuição);

e Levantamento do diagrama eletro-hidráulico do sistema, propiciando a rápida visualiza-ção do conjunto de unidades consumidoras (elevatórias de água bruta e tratada, estações de tratamento de água, boosters, com indica-ção da quantidade e características nominais elétricas e hidráulicas dos conjuntos moto-bomba), adutoras, reservatórios, redes de distribuição simplificadas, localização dos medidores de grandezas hidráulicas e abran-gência das medições de energia elétrica;

e Levantamento do diagrama unifilar elétrico das unidades consumidoras;

e Levantamento do cadastro dos equipamentos;e Levantamento das caraterísticas técnicas das

adutoras e acessórios, com perfil topográfico;e Levantamento dos equipamentos de medi-

ção existentes;e Levantamento dos procedimentos de opera-

ção e manutenção;e Levantamento dos recursos auxiliares de

gestão existentes: sistemas georreferencia-dos de cadastro técnico e comercial; centro de controle operacional, com telemedição e comando remoto; modelagem computacio-nal da rede hidráulica;

e Verificações de campo para confirmação de dados.

Muito embora não sejam estritamente atividades de eficiência energética, a análi-se tarifária, baseada no exame das contas de


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energia das unidades consumidoras, e a even-tual correção do fator de potência devem ser efetuadas para maximização dos ganhos com as medidas de ordem técnica. Como exemplo dessa aplicação complementando soluções técnicas, temos a possível solicitação de redu-ção da demanda contratada à concessionária de energia após redefinição no bombeamento no horário de ponta.

O exame dos dados colhidos nesta etapa de diagnóstico servirá à elaboração das propostas de intervenção que após cálculos e simulações efetuados terão o respectivo custo estimado, para a etapa final de análise de viabilidade eco-nômico-financeira e definição da alternativa a ser implantada.

Para outras considerações, veja também o item 5.3.

2.1.3 A Ligação Entre a Eficiência Energética - EE e o Comportamento Hidráulico do Sistema

Para melhorar a eficiência em sistemas de abastecimento de água podem ser adotadas medidas tanto de redução da energia consu-mida como também de otimização do com-portamento hidráulico no sistema. A redução da energia consumida, bem como da demanda contratada, pode ser obtida por medidas re-ferentes aos equipamentos e atuação sobre grandezas elétricas:

e Uso de conjuntos motobomba bem dimen-sionados e mais eficientes;

e Modulação da carga (inversores de fre-quência);

e Monitoramento e comando remoto centra-lizado.

Da mesma forma, medidas referentes às va-riáveis hidráulicas repercutem na melhoria da eficiência energética:

e Redução da perda de carga das tubulações (redução de incrustações em adutoras; modi-ficação do projeto geométrico de barriletes, eliminação de ar no sistema por introdução de ventosas, etc.);

e Redução da altura manométrica pela mu-dança de traçado da adutora; pela redução

de vazão bombeada;e Redução da vazão bombeada pelo sistema

pela redução das perdas reais de água;e Dimensionamento correto da capacidade dos

reservatórios;e Operação adequada dos reservatórios, impe-

dindo-se que operem apenas como caixa de passagem.

e Setorização da distribuição adequada em re-lação às pressões operacionais.

Dado o grau elevado de perdas reais de água nos sistemas de distribuição, especial atenção deve ser dada a este tópico, incluindo: verifica-ções periódicas para detecção de vazamentos visíveis e não visíveis; atendimento rápido para consertos de vazamentos; registro das medições e estimativas dos volumes totais produzidos e entregues aos consumidores; controle de pres-são na rede.

Obviamente, são também benvindas as ações para redução das perdas aparentes, en-tretanto em sua maior parte elas implicam mais em recuperação da receita do que em redução de volume bombeado. Uma fraude (consumo não autorizado) legalizada terá o consumo me-dido e cobrado, mas o volume correspondente continuará a ser bombeado. Reduções de vazão ocorrerão, por exemplo, quando da desativação de ligações ilegais. Da mesma forma, a instala-ção de medidores em ligações com cobrança es-timada e aferição ou substituição de medidores existentes deverão repercutir na recuperação de receitas, sem alteração dos volumes bombeados.

2.1.4 Medidas Complementares

Algumas medidas complementares em outras áreas podem garantir maior eficiência do proces-so, dentre as quais podemos citar, como exemplos:

Na área de manutenção:

e Padronização dos estoques de equipamentos e materiais, facilitando a substituição tempo-rária de unidades em manutenção,

e Evitar utilização de equipamentos superdi-mensionados para substituição de outros en-viados para reparos;


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Na área da gestão corporativa:

e Consideração não só do custo de aquisição como também do custo de operação durante a vida útil como critério comparativo em lici-tações para a aquisição de equipamentos;

Na área operacional:

e Evitar variação de vazão de conjuntos moto-bomba por registros de estrangulamento;

e Racionalizar a operação dos reservatórios, minimizando sempre que possível o bom-beamento, não só no horário de ponta, como também fora de ponta, atendendo a demanda de água do sistema com o mínimo de consu-mo, mesmo que contrariando a “tradição” lar-gamente difundida, porém sem justificativa perante o critério de eficiência energética, de manter o reservatório sempre cheio.

Para as áreas de planejamento e operações, tecnologias digitais de modelagem de redes hi-dráulicas estão disponíveis de forma gratuita, permitindo a simulação de alternativas opera-cionais e de expansão do sistema.

Para as áreas de cadastro técnico e comer-cial, o uso de sistemas de informação georrefe-renciados (mapas e plantas associados a banco de dados) facilita as pesquisas e visualização dos resultados, definição de rotas para equipes de manutenção e leituristas etc.

A importância do envolvimento da área de manutenção é fundamental quando se bus-ca perenizar uma cultura em prol da eficiência energética, uma vez que usualmente é a área que detém o maior conhecimento quanto às condi-ções dos equipamentos, qualidade de materiais, falhas de projeto e, principalmente, inconveniên-cias técnicas de sistemas operacionais.

2.1.5 Avaliação Financeira de Ações de EE

Após seleção das alternativas mais pro-missoras tecnicamente, devem ser calculados os ganhos em eficiência a serem obtidos pelas intervenções previstas nos projetos. Para tan-to, as demais condições do sistema não abran-

gidas pela intervenção deverão ser considera-das idênticas às anteriores ou, caso alteradas, passíveis de terem suas influências determi-nadas e expurgadas.

Os ganhos financeiros de projetos de eficiên-cia energética podem ser calculados tanto pela ótica, consagrada em financiamentos concedidos por entidades do setor elétrico, de benefícios para a sociedade, ou seja, de custos evitados para o setor elétrico, como pela ótica do presta-dor do serviço de abastecimento. Nem sempre os benefícios para a operadora são os mesmos, por exemplo, a redução de demanda na ponta, em uma instalação alimentada em baixa tensão não repercute em reduções na conta de energia, mas para o sistema elétrico é importante e, assim, deve ser considerada na avaliação pelo primeiro ponto de vista.

2.1.6 Verificação dos Resultados

Após a implantação do projeto, os resultados devem ser avaliados por acompanhamento das contas de energia, medições de campo e demais verificações, conforme metodologia prevista du-rante a fase de elaboração, mantendo-se a linha de base anterior à intervenção.

Entretanto, é comum que, além do projeto em pauta, alterações tenham sido introduzidas no sis-tema, obrigando a que se façam os devidos ajus-tes nas medições para determinar ou expurgar as diferenças introduzidas. Se um projeto considera a melhoria de eficiência de uma elevatória, a con-dição da rede a jusante não deve ser alterada. Caso haja alterações na rede, os custos respectivos de-verão ser incluídos no orçamento do projeto com a penalização correspondente da relação benefício/custo. Os resultados, medidos na elevatória devem ser atribuídos ao conjunto das intervenções.

Da mesma forma, sempre que houver au-mento de fornecimento por expansão do siste-ma, não considerada no projeto, a avaliação da economia de energia deverá ficar limitada até a capacidade da instalação considerada no proje-to, ou seja:

e Economia de energia= [(kWh/m3) antes

- [(kWh/m3) depois] x (m3 antes).


12

Mas se ocorrer aumento de fornecimento por otimização da operação ou redução de perdas, e não por expansão do sistema, pode--se considerar:

e Economia de energia= [(kWh/m3) antes

- [(kWh/m3) depois] x (m3 depois).

A redução nas perdas reais de água pode permitir que a mesma instalação atenda a novos consumidores, embora mantendo as condições de eficiência na produção. Nestes casos, a me-lhoria da eficiência deve ser avaliada em relação ao volume entregue aos consumidores, antes e depois das intervenções.

2.1.7 Mecanismos de Financiamento

O fomento de tais projetos passa, impera-tivamente, pelo oferecimento de recursos para implantação dos mesmos, dada a dificuldade da maior parte das operadoras de financiar essas intervenções com recursos próprios.

Podem ser citadas as seguintes fontes de fi-nanciamento disponíveis na atualidade:

2.1.7.1 Procel Sanear

Com a promulgação da Lei nº 13.280/2016, que alterou a Lei nº 9.991/2000, disciplinou-se a aplicação de recursos destinados a progra-mas de eficiência energética, oriunda de recur-sos dos programas de eficiência energética das concessionárias de distribuição, estabelecendo que 20% deste montante sejam destinados a suportar o PROCEL.

A lei determina também que os investimen-tos em eficiência energética devam priorizar a indústria nacional. O Plano 2016/2017 de apli-cação de recursos do PROCEL estabelece um or-çamento de R$ 2,9 milhões (incluindo R$ 360 mil para custeio da equipe técnica da ELETRO-BRÁS) para a área de eficiência energética no saneamento ambiental (PROCEL SANEAR).

Alguns trechos da publicação do PROCEL7

são a seguir reproduzidos:

“Objetivo: reduzir o consumo de energia elé-trica e as perdas de água em grandes siste-

mas de saneamento pela implementação de projetos e consolidação da metodologia de diagnóstico hidroenergético”.

“Executora: Rede LEHNS / ESCO (Empresas de Serviços de Conservação de Energia), institui-ção capacitada para elaboração de plano de negócios da Rede LEHNS / ESCO e prestado-res de serviços de saneamento”.

“Contexto:

...

Para incentivar a retomada do planejamento e execução de grandes obras de infraestrutura social, urbana, logística e energética do país, foi criado em 2007 o Programa de Aceleração do Crescimento – PAC, a partir do qual foram estabelecidas parcerias com estados e muni-cípios para a execução de obras estruturantes visando à melhoria da qualidade de vida nas cidades brasileiras. Entretanto, o fomento à expansão dos sistemas de saneamento am-biental do país não foi acompanhado. Embora existam diversos instrumentos de financia-mento de projetos de eficiência energética, so-bretudo de recursos onerosos do FGTS e FAT, os prestadores de serviços de saneamento, em sua maioria, não possuem capacitação técnica ou capacidade de endividamento suficiente para acessar esses recursos e financiar seus projetos de eficiência, tanto hidráulica (con-trole de perdas) como energética (uso racional da energia elétrica)”.

“Sabe-se que projetos em grandes sistemas de saneamento possuem maior potencial de economia absoluta de energia, podendo con-figurar-se como projetos-modelo para outros prestadores de serviços”.

...há necessidade de fomento a este setor por meio de capacitação, de disseminação do co-nhecimento, de desenvolvimento científico e tecnológico, da instituição de premiações espe-cíficas e da implementação de projetos pilotos em prestadores de serviços de saneamento”.

7 GCEE/PROCEL – Plano Anual de Aplicação de Recursos do PROCEL (2017)


13

2.1.7.2 Project Financing

Como alternativa, pode ser explorado o re-curso de autofinanciamento das ações de efi-ciência energética, através de mecanismos como por exemplo o Project Financing8, que é uma modalidade de estruturação financeira para a realização de projetos de grande porte, onde a principal fonte de receita para o pagamento do serviço da dívida de seu financiamento e do pro-duto ou serviço resultante vem do fluxo de caixa gerado pela sua própria operação, como é o caso dos projetos de eficiência energética.

O Project Finance possui uma engenharia financeira complexa e altamente alavancada. Por este motivo, o foco de interesse principal é a gestão de seus riscos, pois tudo depende da estruturação do projeto, em especial quanto à estruturação das garantias.

Este tipo de financiamento é muito utilizado em todo o mundo há décadas e tem financiado projetos ligados a petróleo, gás, energia elétri-ca, infraestrutura de transportes, mobilidade, saneamento básico, entre outros. Em países de-senvolvidos, o Project Finance é muito utilizado desde os anos 1980, mas já era utilizado no fi-nanciamento comercial europeu do século VII.

Por ser uma fonte de financiamento ala-vancada, o sucesso de seus empreendimentos são importantes elementos impulsionadores ao desenvolvimento econômico dos países que os abrigam. O que existe de inovador nos dias atuais são as formas mais complexas de arranjo financeiro e inovação na mitigação de riscos.

Alguns exemplos de empreendimentos via-bilizados por Project Finance:

e Eurotunnel – França e Inglaterra;e Sistema de satélites globais Iridium;e Australian Inland Rail – Austrália;e Aeroporto Internacional de Berlim-Bran-

demburgo – Alemanha;e North-South Expressway – Malásia;e Bangkok Second Stage Expressway – Tailândia;e Sidney Harbour Tunnel – Austrália;e Euro Disney – França;

e Trans Alaska Pipeline System / TAPS, oleoduto de 1,3 mil km – Alaska, EUA;

e Campo de Forties, British Petroleum – Mar do Norte;

e Mina de cobre Erstberg, Freeport Minerals – Indonésia;

e Mina de cobre Bouganville, Conzinc Rio Tinto – Papua Nova Guiné;

e ELOS (ligação ferroviária de alta velocidade) – Portugal / Espanha.

No Brasil, importantes projetos foram rea-lizados com este tipo de financiamento como importantes usinas hidrelétricas, ampliação e operação de aeroportos, grandes obras de saneamento básico, linhas de transmissão, ampliação e manutenção de rodovias, entre outras, muitas vezes aliando o capital público ao privado.

O desafio atual do Project Finance no Brasil é a alta taxa básica de juros da economia, que cria um elevado patamar de custo de oportunidade para os projetos.

Principais características do Project Finance:

e Financiamento pela geração de caixa do próprio empreendimento, a qual pode ser oriunda da contraprestação pelo próprio poder público em concessões administra-tivas (por exemplo, pelo pagamento de tarifa por fornecimento de produtos ou serviços);

e Necessidade de um fluxo financeiro futuro (na operação do empreendimento) previsí-vel. Não significa que seja fixo, mas apenas que existam parâmetros de previsibilidade suficientes para assegurar a viabilidade do projeto;

e Viabilização exclusiva de projetos de ele-vado valor de investimento em função dos altos custos de estruturação e complexi-dade financeira;

e Por não ser produto de prateleira, a despesa financeira depende do rating dado à SPE por agências de classificação de risco;

8 Fonte: ricardotrevisan.com/2016/09/21/o-que-e-project-finance


14

e Como a operação é montada desde o início, e cada projeto é estruturado sob encomenda, arranjos internacionais são indiretamente in-centivados por não representar grandes adi-cionais de dificuldade em sua viabilização;

e Ausência de hipoteca como garantia;e Evolução do projeto em duas fases – cons-

trução e operação;e O grosso do investimento destina-se a ati-

vos tangíveis;e Investimentos costumam ser de longo prazo;e Finalidade única de cumprir a realização do

projeto, com tempo de vida limitado;e Muitas partes interessadas na concretização

do projeto (stakeholders).

Principais vantagens do Project Finance:

e Melhor alocação de riscos entre os stakehol-ders em função da especialidade de cada um;

e Economia de escala na operação;e Benefícios fiscais – ao contrário dos dividen-

dos, os juros da dívida são dedutíveis;e Liberação dos fluxos de caixa – ao fim da

vida da SPE, há distribuição dos fluxos aos investidores;

e Melhor avaliação dos riscos;e Substituição de garantias tradicionais por

garantias de desempenho;e Custo mais baixo para o produto ou servi-

ço oferecido (ao cliente final), em função da elevada alavancagem;

e Redução dos custos de agência por melhor sistema de controle de conflitos (interesses e graus de aversão ao risco) entre acionistas e gestores na SPE, quando for o caso.

2.1.7.3 Probiogás

As ações apoiadas por este programa de cooperação Brasil-Alemanha, iniciadas em 2013, estão detalhadas na seção 3.2 a seguir.

2.1.7.4 Proeesa

As ações financiadas por este programa de cooperação Brasil-Alemanha, firmado em 2016 e com previsão de conclusão em 2018, estão de-talhadas na seção 3.2 a seguir.

2.1.7.5 Linhas de Financiamento do Minis-tério das Cidades

Desde 2017, as linhas de financiamento do Ministério das Cidades para a área de saneamen-to incorporam critérios de eficiência energética.

2.1.7.6 PEE – Programa de Eficiência Ener-gética da Aneel

Disponibilizado através das distribuido-ras de energia elétrica9 em concursos anuais denominados CPPs – Consultas Públicas de Projetos, incluem o financiamento tanto de equipamentos mais eficientes, quanto dos ser-viços vinculados ao retrofit das instalações de bombeamento. A implantação de sistemas de gerenciamento de energia bem como de fon-tes incentivadas, como a geração hidroelétrica ou fotovoltaica também são elegíveis no âm-bito desta linha de financiamento, desde que atendam ao critério mínimo de RCB – Relação Custo Benefício, nos termos da regulamenta-ção estabelecida pelo PROPEE – Procedimen-tos do Programa de Eficiência Energética.

As ações conjuntas entre o setor saneamen-to e o setor elétrico começaram a ocorrer em 2003, quando, após uma primeira fase de ações pontuais no setor de saneamento (1996/2002), as Centrais Elétricas Brasileiras S.A. - ELETRO-BRAS instituíram, em 2003, o Programa de Efi-

ciência Energética em Saneamento Ambiental - PROCEL SANEAR.

Em 1993, já havia ocorrido o início do Pro-grama de Modernização do Setor de Sanea-mento - PMSS, vinculado à Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental, do Ministério das

2.2 Histórico Geral

9 http://www.aneel.gov.br/programa-eficiencia-energetica


15

Cidades - SNSA/MCidades, que financiou investi-mentos em expansão e melhorias operacionais nos sistemas de água e esgoto, bem como o de-senvolvimento institucional dos prestadores de serviços. O programa teve suas ações voltadas à criação das condições propícias a um ambiente de mudanças e de desenvolvimento do setor sa-neamento no país.

O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica - PROCEL já vinha atuando des-de 1985, quando foi instituído pelo governo fe-deral por meio da Portaria Interministerial no 1.877 e, especificamente, no setor de saneamen-to desde 1996, porém seu foco estava restrito ao uso eficiente de energia elétrica nos conjuntos. Com a criação do PROCEL SANEAR este enfoque foi ampliado e, atualmente, abrange também ações quanto à conservação da água, visando integrar os dois temas e o desenvolvimento e a operacionalização de projetos e políticas gover-namentais articuladas.

Outra ação governamental importante foi a criação do Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água - PNCDA. Em 1997, em arti-culação com o Ministério do Meio Ambiente, dos Recursos Hídricos e da Amazônia Legal e com o Ministério das Minas e Energia, o Ministério do Planejamento e Orçamento finalmente instituiu um programa de conservação e uso racional da água de abastecimento público na esfera federal.

PROCEL SANEAR e PMSS passaram a atuar de forma conjunta em 2003, quando lançaram a primeira chamada pública de projetos de de-monstração de eficiência energética e redução de perdas de água, na qual foram selecionados 12 projetos de todas as regiões do país, sendo três de empresas municipais e os demais de es-taduais, dos quais quatro tornaram-se casos de sucesso em eficiência energética e hidráulica no setor de saneamento ambiental.

Em 2004 foi formalizado o Protocolo de Cooperação Técnica entre o Ministério de Mi-nas e Energia - MME e o Ministério das Cidades – MCidades. Ainda em 2004, foram lançados o Primeiro Plano de Ação do PROCEL SANEAR e o Programa de Capacitação em Eficiência Energé-tica para profissionais do setor de saneamento, este em parceria com a Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental - ABES.

Em 2005, o PROCEL SANEAR procedeu ao lançamento dos centros de excelência - Labora-tórios de Eficiência Energética e Hidráulica no Saneamento – LENHS – como resultado de um acordo de cooperação técnica e financeira entre a ELETROBRÁS e as Universidades Federais do Pará, Paraíba, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais e Paraná, às quais se juntaria posteriormente a Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Ainda em 2005, a ELETROBRÁS disponibi-lizou recursos da Reserva Global de Reversão - RGR para projetos de eficiência energética e redução de demanda na ponta.

Também em 2005, o Ministério das Cidades, por sua Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental - SNSA, representada por seu órgão técnico Programa de Modernização do Setor Sa-neamento – PMSS, lançou a Chamada Pública CP nº 004/05, com o objetivo de contratação de consultoria e assistência técnica para a imple-mentação de projetos demonstrativos visando à modernização, melhoria da qualidade e uni-versalização dos serviços de abastecimento de água de forma sustentável através de:

e Mecanismos de controle operacional; e Manutenção hidráulica por meio de inter-

venções físicas;e Desenvolvimento de tecnologias de ge-

renciamento integrado de perdas reais e aparentes;

e Uso eficiente de energia elétrica;e Planejamento e controle com modelos hi-

dráulicos calibrados; e Mobilização e qualificação das pessoas.

Em 2006 foi assinado o contrato com o con-sórcio vencedor para implantação dos projetos em 10 operadoras selecionadas:

e SEMASA – Santo André/SP;e SAAE – Sorocaba/SP;e SAAEG – Guaratinguetá/SP;e COPASA – Montes Claros/MG;e CORSAN – Santa Maria/RS;e SAMAE – Caxias do Sul RS;e SAE – Ituiutaba/MG;


16

e SAAE – Viçosa/MG;e EMBASA – Ilhéus/BA;e SAMAE – São Bento do Sul/SC.

As atividades receberam o sugestivo nome de Projeto COM+ÁGUA, sendo esta etapa encer-rada em 2008.

A segunda etapa, ou COM+ÁGUA.2, iniciou--se em 2015 com o Termo de Referência para contratação de empresa de consultoria para ações de assistência técnica em redução e con-trole de perdas de água e uso eficiente de ener-gia elétrica em sistemas de abastecimento de água, consultoria a ser desenvolvida no âmbito do Programa INTERÁGUAS, resultado do Acordo de Empréstimo n.º 8074-BR firmado entre Ban-co Internacional para Reconstrução e Desenvol-vimento - BIRD e o governo brasileiro por meio do Ministério das Cidades, e gerenciada através da Unidade de Gerenciamento do Programa – UGP/PMSS/SNSA.

Os prestadores e sistemas previamente sele-cionados na Chamada Pública 104/2014 foram:

e COMPESA – Caruaru e Salgueiro/PE.e EMBASA – Salvador e Feira de Santana/BA.

A consultoria objeto do Edital coube ao Consórcio WMI/NG INFRA / SAGE.

Em 2013 iniciou-se o Projeto Brasil-Alema-nha de Fomento ao Aproveitamento Energético de Biogás no Brasil - PROBIOGÁS10, que tem o objetivo de ampliar o uso energético eficiente do biogás em saneamento básico e em inicia-tivas agropecuárias e agroindustriais, inserir o biogás e o biometano na matriz energética na-cional e, por conseguinte, contribuir para a re-dução de emissões de gases indutores do efeito estufa. Para atingir seus objetivos, o PROBIOGÁS:

e Atua pela melhoria das condições regulatórias;e Aproxima instituições de ensino e pesquisa e;e Fomenta a indústria nacional de biogás.

Fruto da cooperação técnica entre o gover-no brasileiro, por meio da Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental, do Ministério das Cida-

des, e o governo alemão, por meio da Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, o PROBIOGÁS tem como foco prin-cipal o aproveitamento do biogás gerado no tra-tamento anaeróbio dos esgotos sanitários, dos resíduos sólidos urbanos, agropecuários e dos efluentes agroindustriais.

De forma mais detalhada, o PROBIOGÁS atua junto a órgãos governamentais em prol da me-lhoria das condições regulatórias relacionadas à produção de energia a partir do biogás. No setor acadêmico busca aproximar instituições de ensi-no e de pesquisa brasileiras entre si e das alemãs para consolidar as informações científicas e me-lhorar a formação no mercado, além de apoiar a formação de rede de laboratórios para a análise de substratos. Ademais, o projeto fomenta a in-dústria brasileira para desenvolvimento nacional de tecnologia e aproxima empresas brasileiras e alemãs para o intercâmbio de conhecimento.

Além dessas atividades, o PROBIOGÁS busca capacitar profissionais brasileiros em diversos ní-veis, contemplando atores que integram a cadeia de biogás, visando fortalecer o mercado no Brasil.

Mas afinal, o que é o biogás? É uma fonte de energia renovável que se apresenta como ótima alternativa para o mercado nacional. Todo resíduo orgânico, como os restos de comida, fru-tas e vegetais, resíduos industriais de origem animal e vegetal e esterco animal, sofre ações de bactérias que decompõem estes materiais e geram gases, principalmente dióxido de car-bono e metano, que quando não aproveitados, são liberados no meio ambiente, contribuindo para o aumento das taxas de emissão de ga-ses indutores do efeito estufa. Esta decomposi-ção pode ser realizada de maneira controlada, possibilitando a geração de energia, por meio do aproveitamento do metano, presente em grandes concentrações no biogás. É a partir da geração de energia proveniente dos processos de biodegradação de compostos orgânicos que o biogás possibilita um retorno positivo para o setor saneamento básico no Brasil, bem como a redução de custos no setor agropecuário e da agroindústria, contribuindo para a redução do efeito estufa.

10 Fonte: http://www.cidades.gov.br/saneamento-cidades/probiogas


17

A Agência Alemã de Cooperação Interna-cional – Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, como empresa fe-deral de utilidade pública, apoia o governo fe-deral da Alemanha em seus objetivos na área de cooperação internacional para o desenvolvi-mento sustentável. No Brasil, a cooperação atua principalmente em duas áreas temáticas: a pro-teção e o uso sustentável dos recursos naturais e a eficiência energética e a inclusão de fontes renováveis na matriz energética brasileira.

Em 2014, as despesas com energia elétri-ca dos prestadores de serviço de saneamento

atingiram R$ 3,5 bilhões, tendo sido consu-midos 12,74 TWh. Esta quantidade equivale ao consumo doméstico anual de cerca 22 mi-lhões de habitantes no Brasil. A informação do consumo energético e dos respectivos gastos dos prestadores de serviço é recolhida e pro-cessada pelo Sistema Nacional de Informa-ções sobre o Saneamento - SNIS. O SNIS é uma reconhecida referência internacional em fer-ramentas de monitoramento e diagnóstico da prestação dos serviços públicos, gerido pela Secretaria Nacional de Saneamento Ambien-tal, do Ministério das Cidades.

11 Fonte: http://www.cidades.gov.br/saneamento-cidades/proeesa

Figura 1. Consumo de Energia Elétrica no Saneamento

Fonte: SNIS (2016)

Visando, pelo exposto, uma melhor utilização da energia elétrica no setor, o projeto de coopera-ção em eficiência energética no abastecimento de água - PROEESA11 foi pactuado entre a Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental, do Ministé-rio das Cidades, do Brasil e o Ministério Federal da Cooperação Econômica e do Desenvolvimento (BMZ) da Alemanha, sendo a parceria executada pela Cooperação Alemã para o Desenvolvimento Sustentável - Deutsche Gesellschaft für Interna-tionale Zusammenarbeit (GIZ). A colaboração teve início em janeiro de 2016 e a conclusão prevista para o final de 2018.

O PROEESA atua na melhoria das condições para a implantação de medidas nas entidades pres-

tadoras de serviço. O objetivo é aproveitar o poten-cial de economia existente nos sistemas de abas-tecimento. Pretende-se, a médio prazo, alcançar reduções significativas nas despesas de eletricida-de, nos consumos energéticos e nas perdas de água, com inerentes melhorias na conservação das redes de distribuição e de instalações de bombeamento.

O PROEESA incide na análise de instru-mentos de financiamento e de fomento de efi-ciência energética, no intercâmbio de entes no setor de saneamento e de energia e também na adequação de ferramentas e instrumentos metodológicos. As diferentes áreas de atuação são acompanhadas com medidas de informação, sensibilização, capacitação e assessoria.

CONSUMO ANUAL DE ENERGIA ELÉTRICA NO SANEAMENTO

Fonte: Snis (2016)

Água (AG028) Esgoto (ES028)14,00

12,00

10,00

8,00

6,00(TW

h)

4,00

2,00

0,00

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

CONSUMO ENERGIA ELÉTRICA SANEAMENTO

De acordo com dados o Sistema Nacional de informações em Saneamento, o consumo de energia elétrica do setor de saneamento tem sido crescente nos últimos anos.O objetivo de universalização do atendimento estabelecido pelo PLANSAB e os crescentes desafios para aceder a novos mananciais de abastecimento tornam imperatica uma melhor utilização da energia elétrica no setor.


18

A cooperação atua em três níveis: no nível macro são apoiadas instituições com relevân-cia nacional nas áreas de saneamento e ener-gia para que – no médio e longo prazo – haja uma melhoria nas condições do quadro. No ní-vel meso, as instituições são apoiadas em ações que visam o levantamento, a padronização e a interpretação de dados, bem como a difusão de informação sobre eficiência energética. No nível micro, por meio de medidas demonstrativas, são apoiados o desenvolvimento e a implementação de planos de redução de perdas de água e ener-gia num conjunto de prestadoras de serviço de âmbito municipal.

Como resultados, espera-se que:

e Os prestadores de serviço de saneamen-to utilizem instrumentos de fomento que contêm requisitos de eficiência energética para o planejamento ou a modernização de infraestruturas;

e As análises de custos e de potenciais de eco-nomia derivadas da eficiência sejam consi-deradas na elaboração de medidas técnicas ou políticas do setor;

e Haja maior coordenação de iniciativas de eficiência energética intersetorialmente.

Em 2016, com a promulgação da Lei nº 13.280, que alterou a Lei nº 9.991/2000, disci-plinou-se a aplicação de recursos destinados a programas de eficiência energética, oriunda de recursos dos programas de eficiência ener-gética das concessionárias de distribuição, es-tabelecendo que 20% deste montante sejam destinados a suportar o PROCEL, tendo o Plano 2016/2017 de aplicação de recursos do PROCEL estabelecido um orçamento de R$ 2,54 milhões (já descontado o custeio da equipe técnica da ELETROBRÁS) para a área de eficiência energéti-ca no saneamento ambiental (PROCEL SANEAR).

Além do apoio aos projetos de eficiência energética, a lei determina também que os in-vestimentos devam priorizar a indústria nacional.

Desde 2017 os critérios de eficiência ener-gética estão incorporados aos requisitos para concessão de financiamentos do Ministério das Cidades para a área de saneamento.

Verifica-se, pois, uma consolidação da políti-ca de cooperação intersetorial, e a continuidade dos esforços para capacitar o pessoal e fomentar as indústrias ligadas ao setor de saneamento.


19

3.1 Detalhamento da Metodologia AT 4

3. METODOLOGIA

A metodologia preconizada no COM+ ÁGUA.2 tem como base estruturante os DMC como pilares estratégicos no

combate às perdas de água.

A metodologia do COM+ÁGUA havia sido elaborada em torno dos seguintes subprojetos:

e Subprojeto 1: Macromedição e Automação;e Subprojeto 2: Sistema Cadastral Técnico e

Modelagem Hidráulica;e Subprojeto 3: Controle e Redução de Per-

das Reais;e Subprojeto 4: Gestão do Uso da Energia;

e Subprojeto 5: Controle e Redução de Perdas Aparentes;

e Subprojeto 6: Sistema de Planejamento;e Subprojeto 7: Instâncias Participativas;e Subprojeto 8: Comunicação Social;e Subprojeto 9: Educação e Cultura.

Já no COM+ÁGUA.2 os subprojetos foram es-truturados por Áreas Temáticas - AT, objetivando assegurar a integração e a participação, evitan-do visão segmentada que feriria o cerne da pro-posta metodológica, ficando a Área Temática 4 para a Gestão da Energia. As atividades da AT 4 são o objeto deste Caderno Metodológico.

3.2 Atualização Metodológica em Relação ao Com+Água

Comparando os subprojetos da primeira versão do COM+ÁGUA com os que compõem o COM+ÁGUA.2, verifica-se que o Subprojeto 4 – Gestão do Uso da Energia transformou-se numa Área Temática: AT 4 – Gestão da Energia, na qual se incluem como subprojetos temas importan-tes - abordados mais adiante em itens específi-cos - que ganham desta forma maior relevância.

Na primeira versão do COM+ÁGUA foi fa-cultado aos prestadores elaborar projetos para submissão ao financiamento via Reserva Global

de Reversão – RGR, da ELETROBRÁS. Apesar da execução de vários diagnósticos, não chegou a ser apresentado qualquer projeto com aquela finalidade. Na atual versão apresentam-se estu-dos de caso, em publicações específicas, que re-presentam uma consolidação da metodologia e da capacitação do pessoal das operadoras, e que poderão ser submetidos às fontes de financia-mento como projetos de eficiência energética, visando a obtenção de recursos.


20

3.2.1 Plano de Aplicação dos Recursos do Procel

A metodologia da AT 4 do projeto COM+ÁGUA.2 encontra-se alinhada com as di-retrizes estabelecidas para as atividades de fo-mento ao setor saneamento estabelecidas no plano de ação do PROCEL SANEAR.

Grande parte das atividades previstas na metodologia do COM+ÁGUA.2 são também pre-vistas no Plano de Ação do PROCEL SANEAR, como por exemplo:

e Capacitar técnicos na metodologia de diag-nóstico hidroenergético;

e Elaborar diagnósticos hidroenergéticos em sistemas de saneamento;

e Implementar projetos de eficiência energé-tica e hidráulica, em âmbito nacional, em sistemas de grande porte;

e Realizar campanhas de sensibilização seto-rial para prestadores de serviço.

3.2.2 Normas da International Organi-zation for Standardization - ISO

A metodologia da AT 4 do COM+ÁGUA.2 foi elaborada em conformidade com os requisitos mais atuais estabelecidos por organismos in-ternacionais, em particular no que se refere aos sistemas de gestão de energia conforme preco-nizados na norma ISO 50.001:2011.

Mais especificamente, a ênfase na criação dos Comitês Gestores - CG, o envolvimento de todas as áreas da empresa, o estabelecimento de indicadores de gestão energética, entre ou-tras, são atividades em total sintonia com a nor-ma citada, como se pode verificar observando o quadro de exigências da ISO 50.0012 para as organizações:

e Desenvolver uma política para o uso mais eficiente da energia;

e Fixar metas e objetivos para atender a essa política;

e Usar dados para melhor compreender e to-mar decisões sobre o uso de energia;

e Medir os resultados;e Rever como a política funciona;e Melhorar continuamente a gestão da energia.

A International Organization for Standardi-zation - ISO é uma federação mundial de orga-nismos nacionais de normalização (organismos membros da ISO). O trabalho de preparação de normas internacionais normalmente é realizado através de comitês técnicos da ISO. Cada mem-bro interessado em um assunto para o qual foi criado um comitê técnico tem o direito de ser representado nesse comitê.

A principal tarefa dos comitês técnicos é preparar as normas internacionais. Os projetos de normas internacionais adotados pelos comi-tês técnicos são distribuídos aos membros para votação. A publicação como norma internacio-nal requer aprovação de, pelo menos, 75% dos membros com direito a voto. A ISO 50.001 foi preparada pelo Projeto Comitê ISO/PC 242, Ges-tão de Energia.

e ISO 50.001:2011 – Sistema de Gestão de Energia

O objetivo desta norma é permitir que as or-ganizações estabeleçam os sistemas e processos necessários para melhorar o desempenho ener-gético, incluindo a eficiência energética, uso e consumo. A implantação desta norma se destina à redução nas emissões de gases de efeito estu-fa e outros impactos ambientais relacionados à energia e aos custos/economia que esse sistema de gestão de energia promoverá. Esta norma é aplicável a todos os tipos e tamanhos de organi-zações, independentemente de condições geo-gráficas, culturais ou sociais. A implementação bem-sucedida depende do comprometimento de todos os níveis e funções da organização e, especialmente, da gestão de topo.

Esta norma especifica os requisitos do sis-tema de gestão de energia (Energy Management System - EnMS), sobre os quais uma organização pode desenvolver e implementar uma política energética e estabelecer objetivos, metas e pla-nos de ação que levem em conta os requisitos legais e informações relativas ao uso significati-

12 https://www.iso.org/files/live/sites/isoorg/files/store/en/PUB100400.pdf


21

vo de energia. Um EnMS colabora para que uma organização atinja seus compromissos políticos, tome as medidas necessárias para melhorar o seu desempenho energético e esteja de acordo com os requisitos da norma.

A ISO 50.001 é baseada no modelo de sis-tema de gestão de melhoria contínua, também utilizado para outros padrões bem conhecidos, como ISO 9.001 e ISO 14.001. Isto facilita para as organizações integrarem o gerenciamento de energia em seus esforços a fim de melhorar a qualidade e gestão ambiental.

e A ISO no Brasil

Até o final de 2015, quase 30 empresas já haviam se certificado no país e várias organi-zações se mostraram interessadas, sendo que a maior procura foi no setor industrial. Isto acon-tece porque as organizações são influenciadas por fatores internos e externos no momento da decisão da adoção da norma. A crise inter-nacional com mudanças abruptas das condições macroeconômicas é um grande exemplo, já que atrai a atenção e precaução para si.

Para implementar essa norma é prudente fa-zer uma avaliação das condições organizacionais como o ritmo de atividade produtiva, para fazer uma previsão e o alinhamento dos objetivos da certificação com os da organização. Em alguns casos é necessário buscar capacitação dos fun-cionários internos envolvidos no processo.

e A família ISO 50.001

Desde que a ISO 50.001 foi publicada, em 2011, outras normas relacionadas foram desen-volvidas pelo comitê técnico ISO/TC 301, Gestão da Energia e Economia de Energia. Estas incluem:

e ISO 50.002 – Energy Audits – Requirements With Guidance for Use (Auditorias Energéti-cas – Requisitos e Guia Para Uso);

e ISO 50.003 – Energy Management Systems – Requirements for Bodies Providing Au-dits and Certification of Energy Manage-ment Systems (Sistemas de Gestão Ener-gética - Requisitos para Organismos que Fornecem Auditorias e Certificação de Sis-

temas de Gestão de Energia);e ISO 50.004 - Energy Management Systems

– Guidance for the Implementation, Main-tenance and Improvement of an Energy Management System (Sistemas de Gestão de Energia – Guia para a Implementação, Manutenção e Melhoria de Um Sistema de Gestão de Energia);

e ISO 50.006 - Energy Management Systems – Measuring Energy Performance Using Energy Baselines (ENB) and Energy Perfor-mance Indicators (ENPI) – General Princi-ples and Guidance (Sistemas de Gestão de Energia – Medição do Desempenho Energé-tico Usando Linha Base de Energia e Indi-cadores de Desempenho Energético – Prin-cípios Gerais e Guia);

e ISO 50.007 – Energy Services – Guidelines for the Assessment and Improvement of the Energy Services to Users (Serviços de Ener-gia - Diretrizes para a Avaliação e Melhoria dos Serviços de Energia para Usuários).

3.2.3 Softwares

A metodologia da AT 4 do projeto COM+ÁGUA.2 é ainda direcionada para o apro-veitamento de recursos tecnológicos dispo-níveis, fato este ao qual nenhuma atividade humana em nosso tempo pode estar alheia, par-ticularmente em área técnica de engenharia.

Softwares aplicativos específicos foram de-senvolvidos para as áreas de operação, gestão e manutenção de sistemas de operadoras de sa-neamento básico, com rotinas já incorporadas ou com possibilidades de incorporação de módulos adicionais, podendo executar cálculos, simula-ções, cadastros de ativos e comerciais, determina-ção de listas de materiais, levantamento de perfis, diagnósticos de gestão e estudos de viabilidade.

3.2.3.1 Softwares de Gestão Energética

Existem diversos softwares de gestão energética disponíveis no mercado, depen-dendo da aplicação e da utilização a que os mesmos se destinam.

Esses softwares podem possuir maior ou me-nor grau de automatismo, também de acordo com os objetivos do prestador e da disponibilidade de


22

suporte técnico e qualificação do pessoal de ge-renciamento e de manutenção.

De uma forma geral, o objetivo do software é melhorar o desempenho energético dos sistemas consumidores de energia, com ou sem interferên-cia automática, que no caso das empresas de sa-neamento são basicamente as operações dos con-juntos de bombeamento, através da utilização de informações confiáveis do consumo de energia e do volume de água bombeada, ou dos seus indica-dores de consumo específico e de custo específico.

Figura 2. Gestão de Energia

Fonte:

Informação confiável sobre consumo de energia e volume de água requer medição, ou seja, os elementos básicos do sistema são os medidores, que por sua vez se conectam a uma Gateway, que disponibiliza essas informações para o software de análise de dados e geração de indicadores e relatórios.

Um exemplo de arquitetura para esse siste-ma foi desenhado para uma estação elevatória da EMBASA e se apresenta a seguir:

No Brasil, dada a complexidade da nossa es-trutura tarifária de energia elétrica, é importan-te que esse software esteja desenvolvido consi-derando os algoritmos da Resolução 414/2010 da ANEEL, ou seja, considerando as diferentes

tarifas para os consumos e tarifas nos horários de ponta e fora de ponta, os encargos por even-tuais ultrapassagens de demanda e por reativo excedente, impostos, etc...


23

3.2.3.2 Retscreen

13 https://www.nrcan.gc.ca/energy/software-tools/7465

Figura 3. Software Retscreen

Fonte: www.nrcan.gc.ca/energy/software-tools/7465

O software RETScreen13, desenvolvido pelo governo canadense e disponível em português, é o programa mais utilizado no mundo para a análise de viabilidade de ações de Eficiência Energética, como por exemplo a substituição de motores antigos de rendimento padrão por outros de alto rendimento, o uso de inverso-res de frequência em substituição a válvulas reguladoras de vazão/pressão, a alteração de

regime operacional de conjuntos motobomba, etc., bem como para a implantação de micro, mini e pequenas usinas geradoras de energia a partir de fontes limpas, como a energia solar, eólica e a hidráulica.

As análises incluem avaliações técnica, finan-ceira e ambiental, com cálculo dos principais in-dicadores utilizados pelos tomadores de decisão, como Pay-back e TIR – Taxa Interna de Retorno.

Figura 4. Tela do Software Retscreen



24

Figura 5. Software Retscreen


Seus módulos possuem então as seguintes funções:

e Análise de Viabilidade – modelação de projetos de energia limpa com análise de energia, custo, emissões, financeira e sen-sibilidade/risco;

e Análise de Desempenho – monitoramento, análise e anotações de dados chave do de-sempenho energético;

e Análise de Benchmarking/ Ponto de referên-cia – edifícios modelados em comparação com outros edifícios similares no mundo inteiro;

e Análise de Portfólio – gestão de energia de várias unidades operacionais, considerando--se as medidas de eficiência energética em um único local ou em diversos locais.

e Analisador de energia virtual - consumo típi-co de um edifício para localização especifica (não requer diagnóstico energético em cam-po, inicialmente).

Outras características importantes incluem:

e Modelos de Tecnologias de Energia Limpae Dados de Produtos Internacionais de mais

de 1.000 fornecedores de equipamentose Dados climáticos Internacionaise 1.000 estações de monitoramento terrestree Conjunto de dados meteorológicos e de

energia solar fornecidos por Satélites da NASA

e Manual do Usuário Online

O software entretanto, ainda não está dis-ponível em uma versão “em tempo real” ou com coleta automática de dados, sendo necessário a inserção manual dos dados ou a importação a partir de um banco de dados disponível.

Dentre os softwares de gerenciamento em tempo real, no qual as informações chegam au-tomaticamente, bem como são analisadas e au-tomaticamente geram os chamados “relatórios de exceção”, destacam-se o STRATA da COTOPA-XI e o SIGMA da TEAM, ambos ingleses, porém com versões em português.

Os programas ficam residentes na nuvem e os dados obtidos pelos medidores e transferidos pela Gateway são então automaticamente anali-sados pelo software.

3.2.3.3 Strata (Cotopaxi)

É um software para avaliação do desem-penho energético das instalações elétricas e hidráulicas, em tempo real, com aplicabilidade direta em operações de bombeamento de água. Strata14 foi desenvolvido pela empresa Cotopaxi. O software de gerenciamento de energia é um

14 Fonte: http://www.cotopaxienergy.com/energy-management-software/


25

Figura 6. Tela do Strata (Cotopaxi)

Fonte: http://www.cotopaxienergy.com/energy-management-software/

centro integrado de conhecimento, métricas, in-formações e ferramentas de relatórios para aju-dar uma quantidade ilimitada de usuários a re-duzir os custos operacionais (energia, recursos e matérias-primas), melhorar a qualidade, reduzir os prazos de entrega e reduzir o risco ambien-tal. O sistema coleta dados de processo de alta frequência ou incrementa os dados de vazão de água para análise de exceção, em tempo real. Tem disponível mecanismo de pesquisas e filtra-gens inteligentes e intuitivas, que se constituem de ferramentas fundamentais para as pesquisas de desempenho energéticos das instalações elétricas, disponíveis em diversos dispositivos

eletrônicos possibilitando fácil acesso ao siste-ma dos dados coletados a qualquer momento.

O programa gera gráficos de desempenho hidroenergético de um único equipamento (con-junto motobomba) ou de uma estação completa, gerando os indicadores que forem configurados, como kWh/m3, R$/kWh e R$/m3, em tempo real, que possibilita uma gestão eficaz do consumo energético e do desempenho hidroenergético dos sistemas de bombeamento. Seu algoritmo utiliza como base a metodologia de medição, monitoramento e definição de metas, em linha com a ISO 50001 de gestão energética.

Figura 7. Software Strata (Cotopaxi)

Fonte: http://www.cotopaxienergy.com/energy-management-software/


26

3.2.3.4 Sigma (Team)

É um software para avaliação do desempenho energético das instalações elétricas e hidráulicas.

Sigma15 é um software de gerenciamento de energia desenvolvido pela empresa Team Energy, apresenta como principais características a inte-ração com os dados, realizando analises que for-

neçam decisões e estratégias que possibilitem melhores respostas para os relatórios. O Sigma possibilita a otimização desses dados de uma maneira mais rápida, fornecendo uma abordagem estruturada, coordenada e integrada para o geren-ciamento de energia. Sua estrutura e funcionali-dades são similares ao do STRATA.

Figura 8. Tela do Sigma (Tteam)

Fonte: teamenergy.com/energy-management-software/sigma-energy-intelligence-reporting/

Fonte: teamenergy.com/energy-management-software/sigma-energy-intelligence-reporting/

15 Fonte: https://www.teamenergy.com/energy-management-software/sigma-energy-intelligence-reporting/

Figura 9. Software Sigma (Tteam)


27

Figura 10. Indicadores de Gestão

Fonte: indicadoresdegestao.com

16 Fonte: www.indicadoresdegestao.com

3.2.3.5 Softwares de Manutenção para Em-presas de Saneamento

Muitas empresas ainda usam planilhas ele-trônicas ou outras ferramentas de baixo custo, para realização de registro e controle dos ati-vos existentes em suas instalações.

Em uma pesquisa realizada pela Rede Bra-sileira de Manutenção – RBM16, foram identifi-cados os softwares de gerenciamento da manu-tenção mais usados no Brasil por empresas dos mais variados segmentos, incluindo as empresas de saneamento, que seguem a mesma tendência.

O esquema indicado abaixo sintetiza os resultados.

Os softwares existentes no mercado podem ser adaptados para uso e controle em prestado-ras de serviços de saneamento, principalmente para controle e gerenciamento da manutenção.

Uma boa gestão dos ativos de uma empre-sa, pode reduzir em até 50% os custos de horas extras de manutenção, em até 20% o tempo de parada dos equipamentos, além de aumentar a vida útil dos equipamentos.

A maioria das prestadoras possuem os siste-mas de produção, tratamento e distribuição des-centralizados, e afastados dos centros urbanos, o que ocasiona grandes deslocamentos para rea-lização das atividades de manutenção e reparos. Com um bom gerenciamento é possível reduzir o tempo de deslocamento, além de otimizarem--se os processos de manutenção.

A correta aplicação e utilização de um sis-tema de gerenciamento da manutenção pode proporcionar:

e Análise e redução de falhas;e Identificação dos agentes causadores de fa-

lhas em equipamentos;e Tempo efetivo gastos com horas de manu-

tenção e reparos;e Tempo gastos em deslocamentos e trajetos;e Custos totais de manutenção;e Custos com peças de reposição;

Além das funcionalidades elementares do programa de gerenciamento da manutenção de ativos físicos, existem outras funcionalidades que levam em conta aspectos econômio-financeiros, o que facilita a realização das atividades diárias das equipes, podendo-se citar, dentre outros:

SAP37%

SMI6%

TOTVS13%

SIM(ASTREIN)

9%

ORACLE4%

OUTROS

5%MANTEC

4%

SIGM

A

1%

ENGEMAN8%

MAXIMO13%


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Figura 11. Gráfico de Indicadores de Manutenção

Fonte: http://engeman.com.br/pt-br/?gclid=EAIaIQobChMIgKXH-dm13QIVDAuRCh3iPQcfEAAYASAAEgIa-vD_BwE

e Criação de Planos Preditivos;e Plano de inspeção, calibração e lubrificação;e Controle de estoque;e Elaboração de redes PERT de atividades de

manutenção;

e Nivelamento e gestão de recursos de mão de obra;

e Acompanhamento de verbas financeiras;

Figura 12. Tela de Movimentação Visual

Fonte: ENGEMAN


29

Figura 13. Tela da Ordem de Serviço

Fonte: ENGEMAN

Figura 14. Tela de Cadastro de Ativos

Figura 15. Tela da Ordem de Serviço com Procedimentos

Fonte: Totvs

Fonte: ENGEMAN


30

Figura 16. Tela do SAP

Fonte: https://blogs.sap.com/2013/08/08/how-to-manage-sap-report-layout/

3.2.3.6 SAP

SAP SE17 é uma empresa de origem alemã, criadora de softwares de gestão de empresas. Ao longo de quatro décadas, a SAP evoluiu de uma empresa regional para uma organização de

alcance mundial. Hoje, a SAP é a líder global de mercado em soluções de negócios colaborativos e multiempresas, tendo como grande objetivo ajudar o mundo na estimulando de inovações na gestão de negócios das empresas.

17 Fonte: https://www.sap.com/brazil/index.html18 Fonte: http://emanut.com.br/mmsoftware

3.2.3.7 EAM

O Software eManut18 é desenvolvido pela empresa eManut Enterprises, possui funcio-nalidades para gerenciar ordens de serviços, e solicitações de serviços, manutenções preven-tivas, controle de inventário e compras de ma-teriais, planejamento e programação, histórico dos ativos, captura dos custos de manutenção, monitoramento de condição e uma área robus-ta de geração de relatórios e indicadores em

uma única solução amigável e de custo muito razoável. Tendo acesso a múltiplas localidades, em várias línguas, a partir de qualquer sistema via browser, inclusive smartphones. Os técnicos e os operadores de linha se adaptam facilmente à interface de usuário do programa de gestão eManut e aprendem rapidamente a ver e exe-cutar o trabalho atribuído e também submeter solicitações de trabalho dentro do software de manutenção industrial de equipamentos.


31

Figura 17. Tela do Software eManut

Fonte: http://emanut.com.br/mmsoftware

3.2.3.8 Protheus

PROTHEUS19 é uma linha de software inte-grados da TOTVS. O sistema contempla todos os principais processos das empresas por meio de módulos onde cada um deles corresponde a uma área específica de gestão, possibilitando

um gerenciamento das informações de todas áreas. Entre as características do sistema, es-tão a facilidade de customizar e parametrizar dados, a independência de sistema gerenciador de banco de dados relacional e framework com desenvolvimento robusto.

Figura 18. Tela do Software Protheus

Fonte: www.totvs.com/home

19 Fonte: https://www.totvs.com/home


32

3.2.3.9 SIM (Asstrein)

A Astrein Engenharia de Manutenção20 é desenvolvedora do software SIM21 – Sistema In-formatizado de Manutenção – um sistema para gerenciamento informatizado de manutenção, que envolve atividades de planejamento, pro-gramação e controle de manutenção em equi-pamentos móveis, equipamentos estacionários, veículos e instalações prediais, e serviços técni-

cos de manutenção em mais de 350 empresas dos mais variados segmentos.

O software SIM possibilita ainda, o controle de qualquer tipo de manutenção (corretiva, pre-ventiva, preditiva) e de qualquer especialidade (elétrica, mecânica, eletrônica, hidráulica, civil), proporcionando redução de custos, das paradas dos equipamentos, do tempo de detecção de fa-lhas, e agilidade nos trabalhos administrativos – indispensáveis às empresas com ISO 9000 e GMP.

Figura 19. Software SIM

Fonte: astrein.com.br/

20 Fonte: http://www.astrein.com.br/ 21 Fonte: https://www.manutencaoesuprimentos.com.br/

3.2.3.10 Softwares de Operação de Siste-mas de Abastecimento

Existem alguns softwares usados para a ges-tão completa ou parcial do sistema das pres-tadoras. Hoje estes softwares são modulares, podendo ser formatados de acordo com as ne-cessidades e complexidade da operação que se deseja controlar.

Os softwares integrados permitem desde a gestão de produção até a emissão de faturas para os clientes/usuários.

No que tange à operação, alguns softwares permitem integrar informações de distintas pla-taformas, formando uma única base de dados, facilitando o gerenciamento de:

e Manobras de registros e válvulas;e Pontos de coletas;e Pontos de amostragens;e Captação;e Instalação de hidrantes;e Instalação de macromedidores;e Localização de redes coletoras de esgoto;


33

O uso de ferramentas com possibilidade de integração de banco de dados pode trazer para a prestadora muitos benefícios, tais como:

e Benefícios estratégicos:

• Controle e dimensionamento de in-fraestrutura de redes de água;

• Controle e dimensionamento de in-fraestrutura de redes de esgoto;

• Controle de estações de tratamento de água;

• Controle de estações de tratamento de esgoto;

• Lançamento de análises de parâmetros de água;

e Benefício de gestão comercial, como:

• Controle de débitos; • Controle de parcelamento; • Controle de inadimplência; • Controle de protocolo de atendimento;

e Benefício de gestão operacional, como:

• Lançamento e acompanhamento de leituras de macromedidores;

• Cálculo de consumo direto; • Cálculo de consumo em cascata; • Cálculo de consumo misto.

Para a operação de sistemas de saneamento, os mais comuns são:

HIDRO22

SISPER23

22 http://www.agili.com.br/Produtos/administrativa/hidro23 www.engenharias.net

3.3 Diagnóstico Hidroenergético

Dentre outras ações necessárias, já mencio-nadas no item 3.1.2 deste relatório, a realização de eventos de diagnóstico e monitoramento dos sistemas de bombeamento tem como atividade mais representativa a avaliação do desempenho energético das estações de bombeamento, a partir da qual poderão ser propostas ações viáveis cor-relatas de eficiência energética, bem como outras que certamente utilizarão as informações colhidas.

Essa avaliação deve ser realizada com a maior precisão possível, ou seja, com a utilização de ins-trumentos de medição, devidamente calibrados e em conformidade com as metodologias definidas.

Os diagnósticos deverão identificar e carac-terizar a situação do sistema de bombeamento selecionado, reunindo documentos existentes e levantamentos efetuados em campo.

Com os equipamentos instalados, é então realizado o monitoramento contínuo por perío-do desejável de sete dias dos parâmetros elé-tricos, mecânicos e hidráulicos da instalação de bombeamento selecionada, com dados registra-dos a cada três minutos no máximo, medições

registradas em loggers sincronizados, no caso de não haver telemetria com registro de dados em software supervisório.

No COM+AGUA.2 foram utilizados: um anali-sador de energia por motor funcional; medições de vazão de entrada no tanque de sucção, quan-do justificado; de saída do bombeamento; me-dições de nível em todos os tanques e reserva-tórios envolvidos no sistema adutor do qual faz parte o bombeamento; levantamento de cotas topográficas por Global Positioning System - GPS topográfico; medições de pressão de sucção e recalque, pós-barrilete e pressão média do siste-ma distribuidor que requisita o bombeamento; medições de parâmetros mecânicos (instantâ-neos): rotação dos motores, vibração; termogra-fia de mancais, motores e quadros elétricos.

A partir do monitoramento e diagnóstico foi necessário estabelecer linha de base; analisar os resultados das medições; diagnosticar as medi-das de melhoria; avaliar os benefícios e custos potenciais, tanto pela ótica do usuário quanto pela ótica do setor elétrico.


34

A elaboração do diagnóstico considera as etapas de execução indicadas na figura abaixo:

O relatório, a ser elaborado após a coleta e análise dos dados, deve ser objetivo, porém com informações suficientes para a tomada de decisão por parte do prestador e conterá além dos aspectos técnicos, como relação de ações de eficiência energética, economia do consumo de energia e Redução da Demanda na Ponta - RDP, também o investimento estimado, a economia calculada, a análise de viabilidade financeira e a redução de emissões equivalentes de Gases do Efeito Estufa - GEE.

Deve ser notado que a toda redução de con-sumo de energia elétrica corresponde um efeito ambiental positivo, pela redução de emissões de gases do efeito estufa, desde que haja usinas termoelétricas sendo despachadas para aten-dimento às necessidades de geração, o que é o caso do sistema elétrico interligado brasileiro, principalmente no horário de ponta. Usinas ter-moelétricas podem ser a gás, a óleo, a carvão ou outro combustível primário, cuja queima libe-rará maior ou menor quantidade de GEE, sendo a avaliação efetuada pelo equivalente em CO2 estabelecido para cada um.

Figura 20. Melhoria de Desempenho Hidroenergético

Fonte: Elaboração COM+ÁGUA.2

Figura 21. Etapas do Diagnóstico Hidroenergético


Um diagnóstico hidroenergético éuma avaliação sistemática do usode energia e água de uma unidadeconsumidora.

Unidades consumidoraspodem ser:

Finalidade - buscar oportunidades de melhoria no seudesempenho hidroenergético.

• Estação de bombeamento simples com um conjunto motobomba;

• Vários conjuntos moto-bombas em paralelo;• Com uma adutora ou várias adutoras;• Captação de água bruta de um rio, lago ou poço;• Estação de tratamento de água;• Sistema de distribuição de um bairro ou cidade.

Etapas do Diagnóstico Hidroenergético:

Plano demediçõesPlano demedições

Medições eanálises

Medições eanálises

Relatório eencerramento

Relatório eencerramentoPlanejamentoPlanejamento

• Relatório técnico;• Apresentação dosresultados;• Plano de ações.

• Reunião de abertura;• Coleta de dados;• Visita prévia.

• Equipe;• Instrumentação;• Metodologia.

• Inspeção;• Ensaios dedesempenho;• Monitoramento.


35

3.4 Medidas Administrativas e Redução de Gastos com Energia Elétrica

Medidas administrativas são aquelas que não exigem alteração nas caraterísticas ou no modus operandi de equipamentos utilizados na atividade fim da empresa.

São medidas corretivas de má gestão admi-nistrativa por desconhecimento de meandros ou aspectos técnicos da legislação. Geralmente po-dem ser efetuadas com baixo ou nenhum custo, sendo exceção, dentre outras, a instalação de capacitores para correção do fator de potência onde há necessidade de aquisição e montagem de equipamentos. A realização das medidas ad-ministrativas constitui, usualmente, um pré-re-quisito para a concessão de financiamentos de projetos de eficiência energética.

3.4.1 Gestão de Contas

A inspeção das contas de energia para rene-gociação do valor de demanda contratada com a concessionária é uma atividade administrativa. Por si só não seria elegível para obtenção de financia-mento de uma linha do PROCEL SANEAR para uma empresa do setor. Entretanto, se decorrer de uma medida operacional proposta, pela qual se reduziu o consumo modificando o escalonamento do acio-namento de conjuntos em uma elevatória, ou se substituiu um equipamento por outro de dimen-sionamento adequado, deve ser considerada na avaliação da medida operacional proposta.

O consumidor industrial, comercial e o pú-blico contam com diferentes alternativas de enquadramento tarifário de consumo e de de-manda, que influenciam diretamente na despesa mensal com energia elétrica.

Para que seja possível realizar uma contra-tação ou modificar um contrato de fornecimento de energia é necessário que primeiramente seja realizada uma cuidadosa análise de suas faturas, a chamada análise tarifária, para determinação dos valores de consumo e demanda adequados.

Nesse contexto é importante levar em coside-ração que o período a ser analisado não deve ser

inferior a um ano. Contudo, para que se obtenha um resultado mais seguro e evitar imprecisão, por exemplo, por influência de sazonalidade, o melhor é analisar as faturas de pelo menos três anos.

É a partir dessa análise que se torna possível visualizar as relações de hábito e de consumo, além dos padrões de uso de energia em dife-rentes faixas horárias, ou seja, fora de ponta do sistema elétrico, ou na ponta.

Para o desenvolvimento da análise deve-se considerar o enquadramento tarifário e determi-nação da demanda a ser contratada, diante da demanda registrada nas contas, nos horários de ponta e fora de ponta. Além desses, deve-se ava-liar a necessidade de correção do fator de po-tência (por instalação de banco de capacitores), o que é obtido pela verificação da ocorrência ou não de multas, expressas nas contas sempre que este fator ficar abaixo de 0,92.

Em geral, para se realizar uma análise com-pleta se faz necessário conhecimento técnico e alguma experiência.

Contudo, qualquer pessoa que tenha acesso a uma literatura sobre esse procedimento e que seja treinada pode chegar a conclusões que le-vem a oportunidades de redução de gastos com energia elétrica, por exemplo, a partir de uma recontratação de modalidade tarifária.

A análise é facilitada pela utilização de planilhas para simulação da aplicação de dife-rentes modalidades tarifárias (uma para cada planilha), onde se lançam os valores mensais de consumo e demanda dos últimos anos, ob-tidos das contas e se verifica o resultado mais econômico, podendo ainda simular valores das demandas contratadas diferentes dos vigentes. No COM+ÁGUA.2 foram disponibilizadas as pla-nilhas e treinamento às operadoras.

No que se refere à fatura de energia, é pos-sível visualizar em detalhe os itens que a com-põem, a partir de um exemplo constante no site de uma prestadora24.

24 www.ceb.com.br/index.php/conhecendo-sua-conta


36

3.4.2 Medidas Institucionais

A adoção de quaisquer medidas de eficiên-cia energética, sejam elas administrativas ou operacionais, deve começar pela conscientiza-ção do pessoal de todas as áreas do prestador de serviços através da disseminação da cultura de eficiência energética,

Eventos de sensibilização, seminários, con-cursos internos para slogans, cartazes e apre-sentação de poesias, peças teatrais e músicas ligadas ao tema, são utilizados como fator moti-vacional interno.

As comunidades supridas pelo prestador devem também ser objeto de oficinas, cursos e outras informações pertinentes à racionalização do uso de água e energia.

No âmbito do COM+ÁGUA.2, os Comitês Gestores - CG das prestadoras deverão desem-penhar esse papel de condução do processo de uso eficiente da água e da energia elétrica, sen-do responsáveis pela elaboração, implantação e acompanhamento das metas do Programa de Conservação de Energia e divulgação ampla e transparente dos seus resultados.

3.4.3 Medidas Operacionais não Liga-das Diretamente à Atividade-Fim

Outras medidas que geram pouco impacto no consumo de energia devido à sua baixa re-presentatividade no setor saneamento, mas que

também surtem bons resultados são medidas gerais de racionalização do uso da energia nas edificações, tais como:

e Condicionadores de ar de janela:

• Implantação de programa de limpeza periódica dos filtros dos condicionado-res de ar;

• Desbloqueio da circulação do ar capta-do para circular através do condensador dos condicionadores;

• Verificação das condições físicas e de necessidade de limpeza das aletas do condensador e do evaporador.

e Sistema de iluminação:

As medidas a serem adotadas no sistema de iluminação devem ser consideradas a partir de análise técnica e podem ser as seguintes:

• Setorização das luminárias dos dife-rentes ambientes;

• Instalação de sensor de presença; • Substituição das lâmpadas incandes-

centes ou fluorescentes, por lâmpadas a Light Emitting Diode - LED (essa substi-tuição deve ser realizada a partir de me-dições e análises que levem à melhora ou preservação de níveis seguros para os diferentes usos e pode ser realizada na medida em que as antigas queimem).

3.5 Projetos de Eficiência Energética com a Redução de Consumo e de Demanda de Energia Elétrica

A cada ano, a oferta de água para atender os diversos setores consumidores, tais como o industrial, de saneamento e agricultura fica mais crítica.

Entretanto, na contramão de tudo isso, o ní-vel de desperdício de água no mundo é cada vez mais elevado, chegando a cerca de 32 bilhões de

metros cúbicos de água tratada por ano, segun-do dados do Banco Mundial25.

Tomando por base o setor de saneamento no Brasil, segundo dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento – SNIS26, em 2016, o índice anual de perdas médias de água foi de cerca de 32%.

25 Kingdow, Liemberger, & Marin, 2006 26 http://www.snis.gov.br


37

Contudo, segundo consta no International Benchmarking Network (IBNET) for Water and Sanitation Utilities Databook – Blue Book – 2014, esse índice pode passar de 40%.

Considerando que as informações inseridas no SNIS são baseadas em dados predominante-mente estimados, uma vez que a cultura de medi-ção não é uma prática comum nesse setor, fica fá-cil entender como mais preciso o índice do IBNET.

Nesse cenário de perdas elevadas é impor-tante também mencionar que as usinas hidrelé-tricas correm grande risco de terem o volume de seus reservatórios comprometidos e como con-sequência terem comprometida a capacidade de geração de energia elétrica, pois necessitam de grande volume de água.

Por tudo isso, a busca pela eficiência na ope-ração dos sistemas de abastecimento de água torna-se cada vez mais importante e necessária.

É sempre bom lembrar que, seja qual for a medida adotada para redução de consumo de energia elétrica nesses sistemas, sempre deverá ser considerada a sinergia entre a água e a ener-gia elétrica, ou seja, quanto menor for o nível de perda de água, seja real ou aparente, tanto menor será o consumo de energia elétrica. Por outro lado, quanto mais adequado for o dimen-sionamento dos conjuntos motobomba, tanto melhor e mais seguro será o atendimento ao conjunto de usuários finais, o que inclui custos mais baixos em reais, por metro cúbico de água produzido e entregue.

Nesse conjunto de alternativas pode-se optar por diferentes projetos que incluam redução do consumo de energia, com ou sem a inclusão da re-dução da demanda máxima, nos horários de ponta e/ou fora de ponta conforme o conjunto de ações que serão descritas nas diversas alternativas.

3.5.1 Planejamento das ações27

Toda e qualquer intervenção que se pretenda implementar deve ser precedida de planejamen-to. Para as prestadoras de serviços de abasteci-mento de água, as ações devem ser planejadas de modo a evitar a possibilidade de desabasteci-mento durante a realização dos trabalhos.

No caso específico das ações de eficiência energética, há necessidade de planejar tanto as atividades de diagnóstico para proposição das medidas necessárias como as intervenções cor-respondentes à execução dessas ações.

Bastante já foi dito sobre a execução do diagnóstico, nos itens 3.1.2 e 4.3, incluindo as informações a serem coletadas, a realização de medições no campo e a elaboração do relató-rio de apresentação do projeto. Neste item en-focaremos recomendações adicionais, visando facilitar os trabalhos que sejam realizados com participação de equipes externas, como no caso do COM+ÁGUA.2, assim como detalharemos al-gumas das previamente apresentadas:

e Realização de uma reunião de abertura para conhecimento dos participantes e estabele-cimento dos critérios e padrões de trabalho, reunião essa que pode ser presencial (prefe-rivelmente), mas também por teleconferên-cia, ou por outros recursos eletrônicos;

e Levantamento de toda e qualquer interven-ção prevista nas áreas de abrangência do estudo que possa interferir na qualidade dos dados a serem levantados;

e Obtenção de dados cadastrais de motores, bombas, quadros elétricos e transformado-res; cópia das faturas de energia das uni-dades consumidoras dos últimos 12 meses, pelo menos; cadastros dos medidores exis-tentes na instalação como de pressão das bombas e do barrilete, de vazão das bombas e da instalação, de nível de reservatórios, de rotação e de grandezas elétricas;

e Preparação de pelo menos uma visita prévia para a visualização in loco das condições em que serão realizados os trabalhos de campo;

e Definição de um local nas instalações da prestadora em que seja possível guardar de forma segura os equipamentos e instrumen-tos que serão utilizados durante a realização dos trabalhos de campo. Isso inclui mesas para verificação de desenhos técnicos, uso de notebooks, apoio de outros objetos, cadei-

27 GUIA PRÁTICO VOL. 03 – PLANEJAMENTO E BOAS PRÁTICAS EM CAMPO, publicado pelo Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica – PROCEL


38

ras em número compatível com a dimensão da equipe de trabalho, acesso a tomadas de energia elétrica com tensão compatível para que seja possível recarregar baterias de notebooks, rádios transceptores (esse recur-so é importante para que os componentes das equipes possam se comunicar em caso de atuarem em locais diferentes ao mesmo tempo), equipamentos de medição e telefo-nes celulares;

e Verificação dos Indicadores de Eficiência Energética - IDE existentes;

e Obtenção de desenhos técnicos que conte-nham as descrições de materiais das tubula-ções, seus diâmetros e suas extensões, as pres-sões nos diferentes trechos dessas adutoras;

e Obtenção das indicações das diferentes co-tas topográficas dos locais que compreen-dem o escopo do trabalho.

Para a etapa de execução das medidas pre-vistas no projeto, especial atenção deve ser dada à verificação da linha de base prevista. Dado o tempo usualmente decorrido entre o diagnóstico e o início da implantação do projeto é comum que tenham ocorrido alterações nos sistemas ou equipamentos, seja por substituição de equipa-mentos em manutenção, seja por expansões do sistema não previstas por ocasião do diagnóstico, seja por substituição de componentes da rede de distribuição por outros de características diversas.

Neste caso, há necessidade de levantar e quantificar tais alterações, programando novos levantamentos de forma a refazer os cálculos da linha de base que servirá para comparar com os resultados após a implantação.

Quanto à execução da obra, dependendo do porte da mesma, há que atentar às exigências legais, técnicas e ambientais, que possam ser aplicáveis à implantação, planejando os deta-lhes com antecedência.

O trabalho de planejamento deverá ainda prever as atividades pós-implantação, que in-cluirão o acompanhamento e avaliação dos re-sultados, pela verificação dos IDE, e constatação das economias obtidas.

3.5.2 Operacionalização das ações28

As medições em campo para o diagnóstico exigem uma equipe técnica multidisciplinar. O tempo gasto nos trabalhos de campo para a instalação de equipamentos e de instrumentos, período de medição e recolhimento dos dados, costuma ser de uma a duas semanas.

É importante lembrar que em razão da si-nergia entre a água e a energia elétrica, as medições hidráulicas e elétricas deverão ser realizadas simultaneamente. Para tanto, todos os equipamentos, instrumentos e relógios dos membros da equipe deverão estar sincronizados.

Da mesma forma, as programações dos in-tervalos de medição dos diferentes equipamen-tos e instrumentos deverão ser as mesmas.

Para a operacionalização das intervenções no campo devem ser selecionados todos os equipamentos, instrumentos, Equipamentos de Proteção Individual - EPI e Equipamentos de Proteção coletiva EPC, se for o caso. Deve-se montar um mapa de ação, de modo que todos os membros da equipe técnica de trabalho saibam quais serão os seus papéis no desenvolvimento dos trabalhos, em conformidade com o exigido pelas as Normas NBR 5410 - Instalações Elé-tricas de Baixa Tensão, NR 10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade e NR 35 - Trabalho em Altura.

Dentre os aspectos a serem levados em conta na operacionalização da implantação podemos citar o cumprimento de exigências relativas a placas e almoxarifados de obra, banheiros quími-cos, roupas e equipamentos (EPI e EPC), vigilân-cia, segurança do público, depósito e destinação de resíduos, garagem para máquinas e veículos, proteção da vida selvagem e outras determina-ções legais de ordem técnica ou ambiental

3.5.3 Redução das Perdas Reais de Água e impacto no Consumo de Energia

Um programa de redução de perdas de água gera resultados bastante satisfatórios quando bem planejado e executado, em ter-mos da redução do consumo de energia da operação de bombeamento.

28 Conforme descrito na Nota 23


39

Uma vez que praticamente toda a água cap-tada, tratada ou distribuída sofre bombeamento, a ocorrência de perda de água significará perda da energia utilizada neste processo de bombea-mento, ou seja, há uma associação direta entre perdas de água e de energia, expressa através do indicador kWh/m³.

A partir da quantificação do volume de água não faturada e da visualização de seus compo-nentes, do cálculo dos indicadores de desempe-nho apropriados e da transformação dos volu-mes de perdas de água em valores monetários, essas perdas podem ser entendidas de modo adequado e isso facilita a visualização das ações necessárias a serem adotadas.

Para tanto, o primeiro passo a ser dado é o desenvolvimento e o estabelecimento do ba-lanço hídrico. Esse recurso auxilia os gestores a entender a magnitude e o custo do volume de água não faturado.

A IWA desenvolveu uma estrutura e uma terminologia padronizadas de balanço hídrico internacional que foi adotada por associações nacionais em muitos países ao redor do mundo.

Dentre as várias alternativas de planilhas disponíveis na internet para estabelecimen-to do balanço hídrico estão a Calculadora de BH.xls, da Associação Brasileira das Empresas Estaduais de Saneamento Básico, disponível gratuitamente no site da associação29, hoje em dia mais utilizada no Brasil do que a da American Water Works Association – AWWA e a da WB-Easy Calc (da Liemberger), disponível em diferentes idiomas.

Apresenta-se abaixo um exemplo de efe-tividade das ações de redução de perdas num sistema hipotético, sendo os resultados compa-rados aos obtidos com uma ação exclusiva de eficiência energética no bombeamento (redução do consumo específico de energia elétrica – CE) e, finalmente, a potencialização dos resultados pela realização simultânea das ações de redu-ção de perdas e melhoria do CE.

O quadro abaixo30 resume os resultados para o caso base e os casos a, b e c, estando os dados em fundo amarelo e os valores calculados em fundo cinza.

Tabela 1. Recomendações do Banco Mundial em Função das Categorias de Desempenho Técnico

Fonte: Ed. Universitária – UFPB (Organizador: Heber Pimentel Gomes)

29 www.aesbe.org.br/materialbibliografico/ 30 Adaptado do livro Sistemas de Bombeamento – Eficiência Energética – 2012, Ed. Universitária – UFPB (Organiza-dor: Heber Pimentel Gomes), capítulo 6

VALORES DADOS E A CALCULAR CASO BASE a) Redução de perdas

de 30 para 20%b) Redução do CE de 1,00

para 0,80 kWh/m3c) Redução do CE c/ redução de perdas

Volume produzido (m3) 1.000.000 875.000 1.000.000 875.000

Volume faturado (m3) 700.000 700.000 700.000 700.000

Consumo de energia (kWh) 1.000.000 875.000 800.000 700.000

Perdas (V não faturado) 30% 20% 30% 20%

CE (kWh/m3) na produção 1,00 1,00 0,80 0,80

CE (kWh/m3) no consumo 1,428 1,250 1,142 1,000


40

A conclusão inequívoca é a confirmação da sinergia entre as ações para redução das perdas de água e as de racionalização do consumo de energia elétrica, ou seja, quanto menor for o nível de perda de água, seja real ou aparente, menor será o consumo de energia elétrica, conforme enuncia-do em 5.5 acima.

Para maior aprofundamento no tema “perdas”, consultar os cadernos temáticos AT2 e AT3.

3.5.4 Operação de Reservatórios de Água de Modo a Minimizar o Bombea-mento em Horários de Ponta

Uma alternativa que contribui em muito para a diminuição de consumo e demanda de energia elétrica em horário de ponta é a opera-ção otimizada do volume de reservatórios. Ela se dá quando é possível garantir que o reservatório esteja cheio no início do horário de ponta e com volume seguro ao final desse período.

Para tanto, alguns cuidados precisam ser tomados para que se evite o desabastecimen-to em casos de emergência (acidentes, reparos, etc.), bem como para a preservação de volumes para combate a incêndio e para a manutenção de pressões adequadas na rede de distribuição.

Pode ser possível realizar a distribuição de água somente por gravidade, seja durante as três horas do horário de ponta, seja durante al-guma faixa de tempo dentro desse período com bombeamento parcial, de modo a garantir o ní-vel seguro do reservatório.

Em muitos sistemas é possível otimizar ou ampliar a reservação existente, reduzindo ou até eliminando o bombeamento no horário de ponta. A viabilidade econômica das medidas de-verá ser verificada para justificar que os inves-timentos necessários para esse deslocamento tenham retorno financeiro através dos ganhos com a demanda evitada.

Algumas práticas de uso largamente difundi-do devem ser evitadas, por exemplo, a operação com os reservatórios sempre no nível máximo. Isto geralmente conduz a um gasto excessivo e desnecessário de energia elétrica.

No Brasil é geralmente adotado, como capa-cidade mínima de reservação, um terço do volu-

me distribuído no dia de consumo máximo31. En-tretanto, é possível determinar com a realização de estudos prévios, a partir de medições hidráuli-cas (vazão e pressão) e elétricas, sempre de modo simultâneo, o volume mínimo útil do reservatório e também deslocar o bombeamento total ou par-cialmente para fora do horário de ponta. A este volume mínimo deverão ser adicionados os vo-lumes requeridos para combate a incêndio e para a manutenção de pressões adequadas na rede de distribuição suprida pelo reservatório.

Dependendo do volume demandado, será possível manter o abastecimento por gravidade durante todo o período de ponta, ou por um pe-ríodo parcial, garantindo uma reposição de água no reservatório de modo a garantir a segurança do abastecimento.

Uma das alternativas de análise de operação de reservatórios é o método dos volumes diferen-ciais para o que se necessitam a curva da deman-da assistida pelo reservatório (que define a taxa com a qual o reservatório é esvaziado) e as taxas horárias com que é alimentado, que depende da configuração do bombeamento (supondo-se que seja suprido por uma estação de bombeamento).

Para a estação elevatória que alimenta o re-servatório faz-se necessário realizar uma análise para que se obtenha a composição de operação mais econômica dos conjuntos motobomba, a partir da avaliação das diferentes possibilida-des, podendo ser simulada operação do reser-vatório ao longo do dia, comparando os volumes de entrada e saída e determinando o volume mí-nimo de operação, que será a soma dos saldos positivos (negativos também, se desejar manter sempre o mesmo volume inicial) com o volume inicial desejado, no dia de consumo máximo.

Para cada hora de bombeamento será calcu-lado o gasto de energia, que será totalizado ao final das 24 horas. Para isto, devem ser conheci-dos os rendimentos de cada conjunto. Com estes recursos, determina-se a configuração mais eco-nômica de operação.

É importante ressaltar que para a implan-tação segura e precisa desse tipo de recurso é fundamental a instalação de dispositivos de monitoramento de nível e de vazão, tanto na en-

31 Livro Abastecimento de Água – Milton Tomoyuki Tsutiya-2004.


41

trada, quanto na saída dos reservatórios, o que não é prática da maior parte das operadoras, que costumam instalar medidores apenas na entra-da dos reservatórios.

Deve-se também realizar análise técnica e econômica para que se avalie a possibilidade de implantação de sistema de telemetria e de automação, de forma a que os despachos dos conjuntos sejam feitos à distância e, de prefe-rência, automaticamente.

3.5.5 Redução da Altura Manométrica de Bombeamento, Através de Altera-ções Físicas ou Operacionais

Um dos principais fatores que interfere na al-tura manométrica de sistemas de bombeamento é a ocorrência de incrustação em tubulações, que aumenta na medida em que estas envelhecem.

A incrustação gera perda de carga, tanto por causa da diminuição do diâmetro interno, quanto pelo aumento da rugosidade e conse-quente alteração do coeficiente C da tubulação. No caso de tubulações novas, as rugosidades são conhecidas e obtidas a partir de tabelas e em função de seu material e de sua fabricação. Na medida em que a tubulação envelhece, é comum ocorrer a formação de incrustações ou sedimentações, fatores que aumentam a perda de carga da mesma.

Uma forma de verificar a rugosidade é me-dir as pressões estáticas entre dois pontos de um trecho da adutora estando, quando possível, esses pontos a uma distância de pelo menos um km um do outro. Para tanto, deve ser instalado um TAP (registro de derivação ou uma luva) em cada ponto de instalação da medição.

Simultaneamente deve-se também medir a vazão média com uso de tubo de Pitot tipo Cole, ou de medidor ultrassônico. Além dessas grande-zas, também é necessário medir as cotas de cada ponto de medição e o diâmetro interno da adutora.

De posse desses dados e aplicando-se a equação de Bernoulli entre esses pontos, pode--se explicitar o coeficiente de perda de carga de Darcy-Weisback, ou o coeficiente C de perda de carga, de Hazen-Willians32.

Um recurso que pode ser utilizado para limpeza e desobstrução de adutoras e conse-quentemente recuperação de sua capacidade hidráulica é a passagem de Pipeline Inspection Gauge - PIG (torpedo), procedimento que é feito utilizando-se a própria passagem da água cir-culante na adutora para a movimentação desse dispositivo entre dois pontos previamente de-terminados e preparados para essa manutenção.

O PIG é inserido no sistema e direcionado para seguir um caminho previamente determi-nado acompanhando a direção do fluxo da água. A passagem do PIG efetuará a remoção e sub-sequente descarga de todo o material estranho acumulado, antes aderido ou depositado na pa-rede interna da adutora.

É importante esclarecer que, dependendo da idade da adutora, o procedimento mais adequado e seguro a ser adotado pode ser a sua substituição.

Ainda em relação a alterações físicas, modi-ficações na geometria do arranjo dos barriletes podem reduzir as perdas de carga.

Atenção também deve ser dada ao trajeto das linhas de adução, geralmente entre a cap-tação e a Estação de Tratamento de Água – ETA. Muitas vezes, o caminho mais curto passa por cotas mais elevadas, resultando numa perda de carga maior do que pelo caminho mais longo.

Nestes casos, a correção do traçado por um by-pass pode ser avaliada do ponto de vista eco-nômico-financeiro, podendo os ganhos em econo-mia de energia superar os investimentos requeri-dos em prazos abaixo dos máximos estipulados.

Sob o ponto de vista operacional, o processo de redução da altura manométrica mais utili-zado é o uso de inversores de frequência, a ser examinado em detalhe no item 5.5.5.

3.5.6 Melhoria do Rendimento dos Equipamentos

É comum observar-se em sistemas de abastecimento de água a utilização de con-juntos motobomba mal dimensionados, prin-cipalmente pela prática de dimensionarem-se novos conjuntos a partir dos dados de placa previamente existentes.

32 A descrição detalhada desses cálculos pode ser obtida no capítulo 7 do livro Sistemas de Bombeamento – Eficiên-cia Energética – 2012, Ed. Universitária – UFPB (Organizador: Heber Pimentel Gomes)


42

É comum também verificar-se a existência de motores antigos, que já foram submetidos a vários tipos de manutenção como, por exemplo, o enrolamento de rotor, que normalmente de-gradam em muito o rendimento desses motores.

Para que se obtenha um melhor rendimento desses equipamentos, o correto a se fazer é a realização de campanhas de medições de gran-dezas hidráulicas e elétricas simultâneas que possibilitem a visualização das reais necessida-des dos sistemas de recalque e de distribuição de água, para que se minimize o alto índice de ineficiência operacional dos sistemas de abaste-cimento de água observado historicamente.

O rendimento de um conjunto motobomba pode ser expresso em função de grandezas de-terminadas pelas medições como33:

h = hbx hme = (9,81 x Q x H) / Pel:

h = rendimento do conjunto motobomba.

hb = rendimento da bomba.

hme = rendimento do motor elétrico.

Q = vazão (m3/s)

H = altura manométrica (m).

Pel = potência elétrica de entrada do

motor (kW)

Para determinar individualmente os rendi-mentos do motor e da bomba seria necessário executar medições e registros da potência me-cânica no eixo de acoplamento motor-bomba. Esta medição não é executada em praticamente nenhuma instalação, seja por indisponibilida-de de equipamentos de medição, seja por difi-culdade de acesso ao local de medição, sendo substituída pelo procedimento de estimar o valor do rendimento do motor, atribuindo-se fator de redução ao rendimento nominal (valor de placa), por idade, tipo de operação e rotinas de manutenção e determinar o rendimento da bomba dividindo o rendimento do conjunto pelo rendimento do motor.

A prática citada é mais segura do que a es-timativa do rendimento da bomba pelas curvas

fornecidas pelo fabricante, pois o desgaste das mesmas com o uso normalmente é mais acen-tuado que o dos motores: as bombas estão em contato com o fluido, há desgaste dos rotores, que são trocados ou modificados muitas vezes sem registro.

A evolução tecnológica tem permitido a construção de motores com perdas cada vez mais reduzidas e os requisitos para produção de motores elétricos mais eficientes têm sido estabelecidos por diversos países. Em nível in-ternacional, tem-se a IEC 60034-30-1, de 2014, que já inclui motores com classe de desempe-nho IE4 (super premium). No Brasil, em 2013, foi publicada a ABNT NBR 17094-1:2013 Máquinas Elétricas Girantes Motores de Indução Parte 1: Trifásicos, uma revisão da ABNT NBR 17094-1:2008, que estabelece requisitos mínimos para motores de indução trifásicos. A norma prevê au-mento dos rendimentos e apresenta os motores premium (classe IR3).

Com a Portaria Interministerial nº 553, de 2005, desde 2010 só podem ser fabricados, co-mercializados e importados no Brasil motores elétricos com eficiências iguais ou superiores aos de alto rendimento (IR2). Já a Portaria Inter-ministerial nº 1, de 2017, prevê a fabricação ou importação de motores mais eficientes a partir de 2019. O documento abrange equipamentos com potência nominal de 0,12-370 kW/0,16-500 cv, de dois, quatro, seis e oito polos. Os ren-dimentos mínimos estabelecidos variam confor-me a potência e a quantidade de polos, sendo de 62 a 95,8 (dois polos), 66 a 96,2 (quatro polos), 64 a 95,8 (seis polos) e 59,5 a 95 (oito polos).

No gráfico a seguir, é apresentado um “com-parativo entre os níveis de rendimento dos motores W22 IR2, IR3 Premium e IR4 Super Premium, para motores de quatro polos. Como normalmente os motores operam por milhares de horas, o ganho de eficiência através da substituição por moto-res de rendimento mais elevado se traduz numa economia considerável que se pagará em poucos anos ou mesmo em meses. O projeto dos motores W22 IR4 Super Premium, que apresenta perdas de 20% a 40% menores em comparação com os mo-tores elétricos convencionais, oferece os níveis de

33 Livro Sistemas de Bombeamento – Eficiência Energética – 2012, Ed. Universitária – UFPB (Organizador: Heber Pimentel Gomes), capítulo 2.


43

Figura 22. Comparativo de Rendimento para Motores de 4 Polos, 60Hz

Fonte: http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-w22-super-premium-50041203-catalogo-portugues-br.pdf

rendimento mais altos disponíveis para motores elétricos de indução. Devido a isso, o investimento para a substituição de motores já instalados pe-los motores W22 IR4 Super Premium retorna num período muito curto, resultando não somente em economia de energia, mas também na confiabili-

dade e disponibilidade da planta. A economia de energia será ainda maior se o motor antigo tiver sido submetido a rebobinagens durante a sua vida, pois cada rebobinagem pode reduzir o rendimento de 1% a 5% conforme EASA – Electrical Apparatus Service Association.”

34 A descrição detalhada desses cálculos pode ser obtida no capítulo 5 do livro Sistemas de Bombeamento – Eficiên-cia Energética – 2012, Ed. Universitária – UFPB (Organizador: Heber Pimentel Gomes)

η (%)97,00

96,00

95,00

94,00

93,00

92,00

91,0040 50 60 75 100 125 150 175 200 250

(cv)

Comparativo de rendimento para motores de 4 polos, 60 Hz.

* Níveis de rendimento mínimos determinados pela portaria 553

W22 IR2*

W22 IR3 Premium

W22 IR4 Super Premium

3.5.7 Utilização de Inversores de Fre-quência34 em Conjuntos Motobombas que Operem com Variação de Pressão e/ou de Vazão ao Longo do Tempo

Ainda hoje é comum observar o uso de vál-vulas (por exemplo, de gaveta) para promover a variação de vazão de sistemas de abastecimento de água. Ocorre que esse tipo de procedimento, além de manter os motores dos conjuntos mo-tobomba operando em rotação nominal, gera grande perda de carga, altera o ponto de ope-ração das bombas, proporcionando um aumento na perda de eficiência do sistema.

O uso de inversores de frequência para con-trole da velocidade de rotação da bomba tem se mostrado como solução eficaz e moderna para a substituição das válvulas reguladoras no con-trole de vazão e ou pressão hidráulica, devido à consequente redução das perdas de eficiência ocasionadas pela operação das válvulas.

Outra aplicação indicada é na pressurização

direta das redes de distribuição de água, nas quais o uso de boosters é prática frequente nos sistemas públicos de abastecimento, nem sem-pre com reservatórios de jusante. Nestes casos, o uso dos inversores de frequência para modula-ção da carga permite atender às variações de de-manda ao longo do dia. Com um mecanismo de feedback como a pressão de saída pode ser va-riada a potência demandada pela instalação, evi-tando-se a pressurização excessiva do sistema, sempre acarretando os indesejáveis aumentos das perdas reais de água e do consumo elétrico.

Quando a rotação da bomba é reduzida, o mesmo acontece com a energia aplicada ao fluido, diminuindo por consequência o con-sumo de energia elétrica do motor. Por outro lado, a utilização de inversores de frequência nesses sistemas precisa ser avaliada com mui-to cuidado, pois existem parâmetros a serem levados em consideração.e Normalmente esse dispositivo consome de


44

0,5% a 3,5% (em valores médios) da ener-gia absorvida para acionar o conjunto mo-tobomba, sendo estas perdas dependentes da operação (normal ou pesada, respectiva-mente) do inversor; (*)

e De maneira geral, recomenda-se que a sua operação fique na faixa de 30 Hz a 60 Hz;

e Em sistemas em que a demanda por água ao longo do dia tende a permanecer pouco va-riável, provavelmente a melhor solução seja a composição de bombas de diferentes po-

tências, em razão da baixa variação de vazão requerida;

e Por ser um dispositivo eletroeletrônico, quando em operação gera harmônicos que são injetados na rede elétrica na forma de ruído. Por isso deve ser avaliada a necessi-dade de instalação de filtro de harmônico.

(*) O quadro abaixo apresenta um cálculo de perdas em inversores de potências variáveis de 5 a 50 cv, onde os rendimentos foram calculados conforme metodologia indicada pelo fabricante35.

Tabela 2. Determinação do Rendimento de Inversores de Frenquência de Diversas Potencias Nominais

Fonte: COM+ÁGUA.2

35 Schneider Electric, site www.se.com/br/pt/product/ATV630

Os valores extremos obtidos foram de 0,4% a 4,6%

Entretanto, o uso desse dispositivo oferece as seguintes vantagens:

e Aumento da confiabilidade do sistema;e Aumento da vida útil da bomba, mancais e

vedações, em relação ao uso convencional;e Proteções elétricas incorporadas no próprio

equipamento, com redução do número de componentes e do tamanho do painel;

e Controle da corrente do motor elétrico, sobre-

tudo na partida, de forma suave, sem picos;e Economia de energia;e Aumento do fator de potência;e Elimina a necessidade de válvulas para par-

tir e parar o bombeamento;e Melhora o controle do processo;e Minimiza a necessidade de paradas do siste-

ma ou elimina os saltos de produção;e Possibilita a automação do sistema;e Diminui o número de rompimentos nas tu-

bulações.

Pot. nominal(cv)

Tipo de Operação Tensão (V) Corrente (A) Pot. parente

(kVA)Dissipação

(W)Rendimento

(%) Perdas (%)

5

Normal 200 15,1 5,23 38 99,3% 0,7%

Pesada 200 11,7 4,05 141 96,6% 3,4%

Normal 240 12,9 5,36 Não Info. Não calc. Não calc.

Pesada 240 10,2 4,24 Não Info. Não calc. Não calc.

15

Normal 200 39,3 13,61 62 99,5% 0,5%

Pesada 200 27,2 9,42 452 95,4% 4,6%

Normal 240 32,9 13,68 Não info. Não calc. Não calc.

Pesada 240 23,1 9,60 Não Info. Não calc. Não calc.

25

Normal 200 66,7 23,11 97 99,6% 0,4%

Pesada 200 53,1 18,39 595 96,9% 3,1%

Normal 240 54,5 22,66 Não Info. Não calc. Não calc.

Pesada 240 44,9 18,66 Não info. Não calc. Não calc.

50

Normal 200 128 44,34 156 99,6% 0,4%

Pesada 200 104,7 36,27 1141 97,0% 3,0%

Normal 240 107,8 44,81 Não info. Não calc. Não calc.

Pesada 240 88,6 36,83 Não info. Não calc. Não calc.

Dados do fabricanteCalculado COM+ÁGUA.2


45

O Brasil tem pouca tradição na autoprodução da energia elétrica para sistemas de abastecimen-to de água. Isso se deve a um histórico de tarifas baixas e também de falta de marco regulatório.

Nos últimos anos, essa situação tem se al-terado consideravelmente em função dos au-mentos de tarifas de energia, bem como dos no-vos marcos regulatórios estabelecidos através das resoluções nº 482/2012 e nº 687/2016, da ANEEL, que possibilitam a autogeração, a cone-xão em paralelismos permanente com a rede da distribuidora de energia e a compensação de energia em outras unidades consumidoras.

Outros países na região da América Latina, tais como o Equador e a Colômbia, têm tido ex-periências bem exitosas na geração própria, in-clusive em alguns casos em que a produção de energia supera o consumo interno, auxiliando desta forma a capacidade de geração de energia do país, além de reduzir os custos operacionais dessas empresas.

No âmbito do projeto COM+ÁGUA.2 foram avaliados alguns potenciais de geração própria de energia, conforme as seguintes tecnologias:

3.6.1 Geração Hidroelétrica, a Partir do Aproveitamento de Adutoras e Reser-vatórios Existentes

Os operadores de saneamento possuem diversas oportunidades de geração de energia

elétrica a partir da energia hidráulica. Seja atra-vés de aproveitamentos convencionais (barra-gens existentes e outros aproveitamentos a fio d’água), quanto através da instalação de turbi-nas em redes adutoras, principalmente em lo-cais onde há necessidade de redução/controle da pressão a jusante. Esses aproveitamentos podem ocorrer tanto em redes de água bruta quanto de água tratada.

Em geral, os aproveitamentos hidroelétricos podem fornecer energia para sistemas em:

e Rede interconectada;e Redes isoladas e;e Fornecimentos remotos de energia.

Apresentando vantagens para o sistema como:

e Confiabilidade; e Custos operacionais muito baixos;e Exposição reduzida à volatilidade no preço

de energia.

Os sistemas são normalmente classificados pelo porte, ou seja:

No Brasil, a interconexão de sistemas até 5 MW pode ser feita de forma permanente, com relativamente pouca burocracia, em função da resolução nº 687/2016, sobre geração distribuí-da sendo, portanto, o foco dos temas tratados nesta capacitação.

3.6 Projetos de Microgeração de Energia Elétrica

Figura 23. Classificação do Porte das Usinas em Função da Potência Instalada

Fonte: Software RETScreen™

Potência Típica RETScreen®Vazão

RETScreen®diâmetro do fluxo

Micro < 100 kW < 0,4 m³/s < 0,3 m

Mini 100 a 1.000 kW 0,4 a 12,8m³/s 0,3 a 0,8 m

Pequena 1 a 50 MW > 12,8 m³/s > 0,8 m


46

Adicionalmente, sistemas com microgera-ção até 75 kW (75.000 W) tem o custo da ins-talação do medidor bidirecional absorvido pela distribuidora de energia sendo, evidentemente

repassado ao consumidor em casos de sistemas de maior porte.

Configuração de um sistema de geração hidroelétrica

Altura (m)

Potência ≈ 7 x Altura x Vazão

Vazão (m³/s)

Corredeira

turbina

gerador Turbo de dreno

Conexão à rede Pátio de manobra

Casa de Força

Painel de controleadução

Barragem e

captação

Lâmina d’água

Grade de proteção

Figura 24. Diagrama Esquemático de Geração Hidroelétrica

Fonte: Software RETScreen™

Considerações sobre custos de sistemas de geração hidroelétrica:

e 75% dos custos dependem da planta;e Altos custos iniciais:

• Porém obras civis e equipamentos po-dem durar mais de 50 anos.

e Custos de manutenção e operação muito baixos:

• Um operador em tempo parcial é su-ficiente;

• Manutenção periódica de equipa-mentos, os principais requerem serviço externo.

e Desenvolvimento de grandes quedas (altu-ras) tendem a ser menos caro;

e Faixa típica: 1.200$ a 6.000$ por kW instalado.

Exemplos de sistemas instalados na Amé-rica Latina

a) Colômbia – Empresas Públicas de

Medellin – EPM (ou EEPPM)

Figura 25. Centrais Geradoras em Adutoras de Água Tratada

Fonte: Empresas Públicas de Medellin

CENTRAIS GERADORAS EM ADUTORAS DE ÁGUA TRATADA


47

Figura 26. Mapa de Medellim - Colômbia


Figura 27. Dados das Centrais Geradoras em Adutoras de Água Tratada


EPM - MEDELLÍN - COLÔMBIA

CENTRAIS GERADORAS EM ADUTORAS DE ÁGUA TRATADA

Mercado principalMedellin y Área Metropolitana del Valle de Aburrá3,6 millones de habitantes

Outros mercados nacionalesBogotá, Manizales, Armenia, Pereira, Bucaramanga, Barraquilla, Cartagena, Cali, Cúcuta

Presencia internacionalPanamá (HET - Proyecto Bonyic) - Ecuador (ventas de energia elétrica)

Microcentral Vazão média (m3/s) Queda (m) Potência média (kW)

Geração unitária média (kWh/m3)

BELLO 0,30 225,00 235 0,2175

AMERICA 0,45 165,00 383 0,2348

CAMPESTRE 0,60 160,00 384 0,1777

NUTIBARA 0,60 190,00 390 0,1805


48

Figura 28. Centrais Geradoras em Adutoras de Água Bruta


Figura 29. Dados das Centrais Geradoras em Adutoras de Água Bruta


CENTRAIS GERADORAS EM ADUTORAS DE ÁGUA BRUTA

CENTRAIS GERADORAS EM ADUTORAS DE ÁGUA BRUTA

Microcentral Vazão média (m3/s) Queda (m) Potência média (kW) Geração unitária média (kWh/m3)

PEDRAS BLANCAS 0,80 530 1.000 0,3472

AYURA 5,50 380 14.000 0,7070

MANANTIALES 3,60 88 2.200 0,1697


49

3.6.2 Bomba Funcionando como Turbina

A utilização da bomba funcionando como turbina é um método de geração de energia que consiste no aproveitamento do potencial hidráulico de um local na conversão de energia potencial da queda d’água em energia cinética

na rotação da bomba operando como turbina, do mesmo modo da geração em usinas hidrelétri-cas. Esse tipo de geração distribuída é de fácil implementação e simples configuração, porém é principalmente aplicado nos casos em que a vazão hidráulica é relativamente constante.

Saída

BFB

Entrada

Saída

Saída

Entrada

BFT

Entrada

Figura 30. Bomba Funcionando como Bomba


Esse método de geração de energia apre-senta algumas vantagens em relação às turbi-nas convencionais como:

e Custo extremamente reduzido;

e Facilidade de obtenção de peças para re-posição;

e Facilidade e rapidez de aquisição;e Equipamento robusto.

Casa de força e canal de fuga

Conduto Forçado

Câmara de carga

Canal de adução

Tomada d’água

Barragem


Figura 32. Desenho Esquemático de Captação – Captação até a Casa de Força

Figura 31. Bomba Funcionando como Bomba


50

Fonte: Livro Bombas funcionando como turbinas, do Prof. Augusto Nelson Carvalho Viana

Foto 1. Sistema Bft na Fazenda Boa Esperança em Minas Gerais

Fonte: Prof. Augusto Viana

Figura 33. Turbinais Helicoidais para Gerar Energia Elétrica

A aplicação desse tipo de tecnologia, apesar das vantagens relacionadas, tem tido ainda pouca aplicação no Brasil. Um dos casos recentes foi o de uma fazenda em Minas Gerais onde a solução foi implantada com as seguintes características:

e Tecnologia bomba funcionando como turbi-na e seu motor como gerador (grupo gerador de baixo custo):

e el = 43kW; Qt = 0,250m3/s; Ht = 20m.

Para áreas que apresentam quedas menores que 10 metros são utilizados turbinais helicoi-dais para gerar energia elétrica. O princípio de

funcionamento se baseia na bomba de Arqui-medes ou parafuso de Arquimedes funcionando como turbina.


51

Foto: Prof. Augusto Viana

Foto 2. Turbinais Helicoidais para Gerar Energia Elétrica

As turbinas helicoidais apresentam algumas características principais:

e São mais eficazes em aproveitamentos onde turbinais convencionais normalmente são inviáveis;

e Podem operar com vazões entre 0,1 até 10 m³/s e quedas entre 1 e 10 metros;

e Capacidade de 1 a 500kW;e Aplicável em localidades onde há águas ex-

cedentes nas barragens;e Construção nova em águas corrente.

Algumas aplicações no setor de saneamento foram avaliadas tanto aplicadas em locais onde existem Válvulas Redutoras de Pressão – VRP, quanto em redes com descargas da pressão at-mosférica, conforme se pode constatar na publi-cação Eficiência energética no setor de sanea-mento publicado pela SANEPAR36.

3.6.3 Geração Fotovoltaica Aplicando--se os Painéis Fotovoltaicos nos Telha-dos e Coberturas de Construções em Estações Elevatórias de Tratamento de Água

A aplicação dos sistemas fotovoltaicos no Bra-sil vem crescendo de forma expressiva nos últi-mos anos, principalmente a partir de 2014, quan-do se tornou possível a interconexão em caráter permanente com a rede da concessionária (distri-buidora de energia elétrica), desonerando esses investimentos, visto que não seria mais necessária a instalação de baterias, de modo que os consu-midores seguissem alimentados durante a noite.

Mais recentemente, a resolução nº 687/2016 possibilitou também o sistema de compensação, ou seja, a energia produzida em um determinado mês pode ser utilizada nos meses subsequentes, em prazo de até 60 meses.

Via de regra, um sistema fotovoltaico pos-sibilita a conversão da energia do sol em ele-tricidade através de painéis de silício monocris-talino ou policristalino. Os monocristalinos são mais eficientes do que os policristalinos em ge-ral, porém esses últimos são mais baratos.

Os sistemas fotovoltaicos podem fornecer:

e Eletricidade (CA/CC);e Água bombeada.

36 Fonte: http://site.sanepar.com.br/sites/site.sanepar.com.br/files/publicacoes/Livro-Eficiencia_Energetica_no_Sa-neamento.pdf


52

Apresentando vantagens para o sistema como:

e Confiabilidade;e Simplicidade;e Modularidade;e Imagem;e Silêncio.

Uma instalação típica consiste de painéis instalados em telhados ou no solo, dependen-do da área disponível para essa instalação, que alimenta um inversor de frequência (que trans-forma a corrente contínua em alternada, para uso pelos sistemas atualmente existentes nas empresas e residências).

PAINÉIS FOTOVOLTAICOS

ENERGIA COMPRADA

ENERGIA CEDIDA COMO

CRÉDITO

MEDIÇÃOCONSUMO

MEDIÇÃOEXCEDENTE

QUADRO GERAL

TOMADAS E ILUMINAÇÃO

INVERSOR

Fonte: RETScreen™

Figura 34. Sistemas Fotovoltaicos

Os sistemas fotovoltaicos podem ser inter-conectados de forma permanente à rede da em-presa de distribuição de energia elétrica (parale-lismo permanente), ou operar de forma isolada.

No caso de paralelismo permanente será instalado pela distribuidora de energia um novo medidor bidirecional de energia, pois caso a energia gerada pelo sistema não seja integral-mente absorvida pelos equipamentos consumi-dores, essa energia excedente é então fornecida para a rede da distribuidora e registrada como crédito para compensação futura pelo usuário.

O prazo de compensação atualmente é de até 60 meses (resolução nº 687/2016 ANEEL) e a compensação pode ser feita para o mesmo

ou para outro local de consumo de energia do usuário final.

A título de referência, o custo do sistema instalado vem caindo substancialmente nos úl-timos três anos e ficando no início do segundo semestre de 2018 no valor por kWp instalado estava da ordem de R$ 5.000,00, contra cerca de R$ 5.300,00/kWp no início do ano.

Considerações sobre o recurso solar:

e 1 Wp de FV= 800 a 2.000 Wh por ano, depen-dendo da:

• Latitude; • Nebulosidade.


53

e Recurso solar no inverno é crítico para siste-mas fora da rede:

• Maiores ângulos de absorção (latitude +15º);

• Sistemas híbridos.

e Recurso solar anual crítico para sistemas em rede:

• Ajuste quando grande proporção de ra-diação luminosa.

Conclusões sobre o sistema fotovoltaico de energia elétrica:

e Eletricidade oriunda de Sistemas Fotovoltai-cos - FV pode ser conectada em rede e fora rede ou para bombeamento d`água;

e O recurso solar é bom em todo o mundo:

• Existem sistemas FV instalados em todos os climas.

e Custo de capital é relativamente alto, porém vem caindo drasticamente nos últimos anos:

Atualmente R$ 5.000,00/kWp;

• Previsão para 2018 – R$ 4.500,00/kWp;

e A análise de viabilidade prevê a utilização de softwares específicos, como o RETScreen® que permite análise anual com recurso de cálculos mensais que pode atingir precisão comparável a modelos de simulação horária, o PV Sol e o PV Syst, além de outros;

e O retorno do investimento varia de quatro

a oito anos, dependendo principalmente da tarifa de energia do consumidor final.

3.6.4 Geração Termoelétrica Através do Aproveitamento do Biogás Produzido em Reatores Anaeróbicos nas Estações de Tratamento de Esgoto - ETE

O biogás é produzido a partir da decompo-sição da matéria orgânica (resíduos orgânicos) por bactérias. Na geração de energia do biogás ocorre a conversão da energia química do gás em energia mecânica por meio de um proces-so controlado de combustão. Essa energia me-cânica ativa um gerador que produz energia elétrica. O biogás também pode ser usado em caldeiras por meio de sua queima direta para a cogeração de energia.

O esgoto que vem da rede coletora é trans-portado até a estação elevatória, onde as partí-culas maiores são retidas, e então é destinado a uma Estação de Tratamento de Esgoto - ETE. Os resíduos sólidos são destinados a um aterro sanitário, enquanto o líquido é enviado a um reator onde há o processo de digestão da ma-téria orgânica pelas bactérias ali presentes e de lá segue para uma etapa de pós-tratamen-to. O gás produzido pela atividade bacteriana pode ser queimado ou pode ser reaproveitado na forma de biogás.

O processo de conversão do biogás em ener-gia elétrica é realizado normalmente em motores a combustão, especificamente desenhados para essa aplicação, dado as peculiaridades desse tipo de combustível, tais como a variação da composi-ção e consequentemente do poder calorífico.

3.7 Manutenção Preventiva e Preditiva Eletromecânica

A falta da programação da realização da ma-nutenção adequada nos sistemas de bombea-mento é causa frequente de interrupções opera-cionais, que tem como consequência a redução ou paralização do fornecimento dos sistemas de tratamento e distribuição de água, além de provocar a redução de receitas operacionais e

aumentos dos custos devido às necessidades de intervenções emergenciais.

Fazendo uma analogia do sistema de abas-tecimento de água com nosso sistema circulató-rio, poderíamos dizer que a estação de bombea-mento das empresas de saneamento é o coração desse sistema.


54

Para que se possam obter bons resultados operacionais é fundamental não só que se di-mensionem seus componentes adequadamente, como também é de extrema importância que todo esse processo seja garantido por meio de manutenção adequadamente planejada e gerida.

Nesse contexto, três metodologias e técni-cas de manutenção são caracterizadas pela for-ma como é executada a intervenção nos siste-mas, conforme descrito a seguir:

3.7.1 Manutenção Preventiva37:

É a execução de serviços de caráter preven-tivo, com o objetivo de revisar sistematicamente equipamentos e componentes a partir do esta-belecimento de periodicidade cronológica, ou de número de horas de operação dos equipamentos e componentes eletromecânicos, com o objetivo de garantir a confiabilidade e desempenho ope-racional das instalações e equipamentos.

Os intervalos de tempo, ou horas entre in-tervenções são estabelecidos segundo especifi-cações dos fabricantes para manutenção da vida útil, mantendo a eficácia dos componentes e lu-brificantes aplicados.

Os procedimentos de manutenção preventi-va consistem nas lubrificações periódicas, revi-sões sistemáticas do equipamento, execução dos planos de calibração e de aferição de instrumen-tos, mantendo as recomendações do fabricante.

3.7.2 Manutenção Preditiva38:

É uma metodologia que tem como base a realização de avaliação dos equipamentos e componentes envolvidos no processo, de modo a evitar interrupções operacionais por deficiên-cia funcional dos mesmos.

A manutenção preditiva faz o acompanha-mento e aquisição de dados periódicos das máquinas e componentes eletromecânicos com o uso de instrumentos de verificação e medição. Com base nas análises dos dados co-letados, determinam a durabilidade e vida útil dos equipamentos e componentes envolvidos no processo.

O principal objetivo da realização da manu-tenção preditiva é a verificação dos equipamen-tos e componentes a fim de antecipar eventuais problemas que possam causar gastos desneces-sários e paradas indesejadas para a realização de manutenções corretivas.

O estudo e a análise das informações co-letadas dos instrumentos de medição indicam também as condições reais de funcionamento e operação dos equipamentos. Estas condições predizem o tempo de vida útil dos componentes e as condições para que esse tempo seja mais bem aproveitado ou expandido pelo usuário.

Em geral, nas estações de bombeamento, as falhas mais comuns identificadas, são:Vibração excessiva em conjuntos motobomba;

e Sobreaquecimento em mancais de conjun-tos girantes;

e Sobreaquecimento nas bobinas dos motores;e Motores operando com correntes e/ou ten-

sões desequilibradas;e Bombas operando em condições adversas;e Falhas nos dispositivos de acionamento e

proteção de motores elétricos;

3.7.3 Manutenção Corretiva

É aquela efetuada para corrigir deficiências funcionais nos equipamentos.

O objetivo de uma boa gestão de manuten-ção é minimizar a ocorrência destas interven-ções, que acarretam gastos desnecessários e interrupção dos processos produtivos.

3.7.4 Planejamento

Um planejamento bem elaborado propor-ciona economia de tempo e dinheiro na execu-ção das atividades de manutenção.

Muitas empresas ainda realizam apenas ma-nutenção em caráter emergencial, que, na maio-ria dos casos, deixa providências pendentes e origina uma quantidade de retrabalhos consi-deráveis. Considere-se, por exemplo, o inconve-niente e os custos de a equipe ter que retornar ao local para conclusão das atividades e efetuar

37 A descrição detalhada desses procedimentos pode ser obtida no capítulo 8 do livro Sistemas de Bombeamento – Eficiência Energética – 2012, Ed. Universitária – UFPB (Organizador: Heber Pimentel Gomes)38 Fonte: https://www.manutencaopreditiva.com/manutencao/manutencao-preventiva-x-preditiva


55

as correções definitivas, principalmente em es-tações de bombeamento, que quase sempre es-tão distantes do escritório central.

As falhas mais comuns encontradas em es-tações de bombeamento podem ser evitadas com a aplicação de um plano de manutenção, seja ele preventivo ou preditivo, além de poder detectar as possíveis falhas durante a execução deste plano de manutenção.

Os planos de manutenções são ferramentas fundamentais para a realização do gerencia-mento e prevenção de falhas, permitindo até prover dados para ações de eficiência energética nas estações de bombeamento.

Para a elaboração de um plano de manu-tenção devem ser aplicados pelo menos os se-guintes requisitos:

e Cadastro de ativos;e Levantamento de histórico de paradas;e Realização de reuniões periódicas com as

equipes de operação;e Verificação e análise das necessidades espe-

cíficas e operacionais;e Elaboração do plano de ações;e Descrição das necessidades para a execução

das ações;e Determinação e mensuração da previsão or-

çamentaria;e Elaboração de planejamento e cronograma

de execução;e Programação das atividades previstas no

plano de manutenção;e Execução do plano de manutenção.

3.7.5 Operacionalização

A área de manutenção deve focar no desen-volvimento e implantação de técnicas e melho-rias nas ações e na aplicação de projetos de mo-dernização com o intuito de manter a operação dos equipamentos e instalações com desempe-nho o mais próximo possível do desempenho de equipamentos novos.

Desta forma as principais atividades desen-volvidas pela área de manutenção, são:

e Capacitação dos profissionais em técnicas investigativas, por métodos visuais e ins-

trumentalizados, mantendo o foco em con-fiabilidade operacional e eficiência hidro energética;

e Elaboração, implantação e avaliação da eficá-cia dos planos de manutenção desenvolvidos;

e Desenvolvimento de procedimentos e méto-dos aplicados nas medições, testes e ensaios;

e Determinação e avaliação dos indicadores de desempenho, tais como: disponibilidade, confiabilidade, qualidade e tempo médio de reparos dos equipamentos e componentes das estações de bombeamento;

e Avaliação e análise de falhas de projetos e aplicação de melhorias nas especificações de insumos e componentes;

e Implantação de práticas para maior eficiên-cia das equipes de manutenção;

e Determinação e avaliação de indicadores de eficiência energética, tais como: fator de car-regamento, custo médio e eficiência;

e Prospecção e planejamento de recursos fi-nanceiros para realização das atividades de manutenções e melhorias;

e Convênios de cooperação técnica com ter-ceirizados através de contratos de desempe-nho para ações de eficientização;

e Busca de alternativas para otimização de procedimentos operacionais, tais como se-torização de zonas de abastecimento, con-trole de pressão e nível e outras ações que possam refletir direta ou indiretamente na eficiência energética.

Estas atividades podem ser controladas e ge-renciadas em formato físico, com o uso de papeis e formulários padrões, ou de forma eletrônica.

Com o advento e popularização dos recur-sos de informática se tornaram mais fáceis e rá-pidos a criação, acompanhamento e controle do plano de manutenção dos ativos que compõem a estação de tratamento.

Existem no mercado softwares preparados para aplicação dedicada ao controle, gerencia-mento e operação da área de manutenção, aju-dando até no controle e planejamento de esto-que, disponibilidade de peças, insumos e mão de obra necessária para execução das atividades de forma eficiente e econômica.


56

No item 4.2.3 são apresentados diversos soft-wares para utilização com essa finalidade e outros, na gestão energética ou na gestão operacional.

Foi possível identificar, ao longo da execu-ção do projeto COM+ÁGUA.2, que as realidades encontradas nas Áreas Prioritárias podem ser bastante discrepantes, evidenciando estágios distintos no processo de evolução rumo a um sistema de gestão efetivo e consolidado. Isto é um reflexo da situação do setor no Brasil, em que as prestadoras apresentam realidades díspares.

Para reverter tal quadro, iniciativas como o COM+ÁGUA.2 contribuem para a disseminação

de uma cultura de gestão em todas as áreas, possibilitando que dirigentes e líderes da alta gestão das concessionárias de saneamento dei-xem de visualizar a área de manutenção como um setor que só gera despesas, passando a tra-tá-la como um investimento de alto retorno.

Manutenções feitas de forma adequada, pelas quais se poderão prever ou antecipar al-gumas possíveis falhas, tomando as medidas adequadas tempestivamente, certamente deve-rão aumentar a disponibilidade operacional e o ganho de receita, sem contar os ganhos não mensuráveis com a imagem do prestador.


57

O s Indicadores de Desempenho Energé-tico - IDE são fundamentais para uma gestão eficiente dos sistemas de bom-

beamento. Mesmo que não ocorram expansões do sistema ou substituição de componentes, as condições operativas tenderão a sofrer altera-ções com a passagem do tempo. Isto se deve a diversos fatores, tais como, entre outros:

e Perda de rendimento de motores por opera-ção indevida (sobrecarga, excesso de parti-das acarretando superaquecimento etc.);

e Queda de rendimento das bombas por ope-ração fora do ponto nominal devido a varia-ção da altura manométrica;

e Substituição provisória de conjuntos ou equi-

pamentos em manutenção por outros de ca-racterísticas diversas, recaindo, eventualmen-te, em um ou ambos os casos acima citados;

e Redução no diâmetro útil das tubulações por incrustações com aumento da perda de carga, exigindo maior potência dos conjun-tos motobomba;

e Ocorrência de vazamentos não detectados, exigindo acréscimo na produção para forne-cimento dos mesmos volumes ao consumo, com aumento da energia elétrica consumida.

O acompanhamento dos indicadores é o recurso que permite identificar a ocorrência de padrões anormais na operação e fornecer dados para planejamento das medidas corretivas ou de expansão do sistema.

4.1 Indicadores de Desempenho Operacional

4. INDICADORES DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO

Os indicadores de eficiência energética são obtidos a partir de valores medidos das grandezas elétricas (potência, tensão, corrente e fator de po-tência) e hidráulicas (vazão e altura manométrica).

Para obtenção dos valores das grandezas elétricas e hidráulicas são necessários medido-res especificados apropriadamente, com valores nominais e precisão compatíveis com as grande-zas a medir e localizados de forma a permitir a caracterização inequívoca da grandeza desejada.

4.1.1 Consumo Específico de Energia Elétrica - CE

O CE é o indicador de eficiência energética de uso mais difundido e o de maior utilidade, assim expresso:

CE= Consumo de energia/Volume bombeado (kWh/m3)

Como exemplo, se desejar medir o Consumo Específico de Energia Elétrica – CE (em kWh/m3) de uma elevatória composta de dois conjuntos motobomba em paralelo, tem-se que efetuar o registro da energia total consumida pelos dois grupos em um dado período de tempo (integral da potência) e dividir pelo volume total bom-beado pelos mesmos conjuntos no mesmo inter-valo (integral da vazão). Para obter esse mesmo indicador relativo a cada grupo, deve-se locali-zar os medidores de forma diversa, de forma a registrar individualmente a energia elétrica con-sumida e o volume bombeado por cada grupo.


58

O CE pode ser obtido de forma global para todo um sistema; ou para um subsistema; para várias ou uma só elevatória; para associação de conjuntos motobomba em série ou em parale-lo; ou para um único conjunto. Entretanto, por si só não é indicativo do desempenho do conjun-to, uma vez que reflete a eficiência do conjunto mais a eficiência do sistema hidráulico a jusante da bomba. Ele permite comparar o desempenho de uma mesma instalação ao longo do tempo, mas não serve para comparar o desempenho de estações de bombeamento diferentes, visto que estas recalcam água a alturas manométricas di-ferentes, consumindo, portanto, diferentes quan-tidades de energia elétrica, ainda que os rendi-mentos dos equipamentos possam ser iguais.

4.1.2 Consumo Específico de Energia Elétrica Normalizado - CEN

No intuito de contornar esta dificuldade e estabelecer um parâmetro para comparação do desempenho de conjuntos diferentes, a Inter-national Water Association (IWA, 2000) propôs o artifício de reduzir as alturas manométricas de diferentes instalações à altura única de 100m, criando assim o Consumo Específico de Energia Elétrica Normalizado – CEN, que serve como uma medida indireta do rendimento médio dos conjuntos motobomba:

CEN = (Consumo de energia/Volume bom-beado) x (100 / Hman)

Demonstra-se que o CEN de 0,5 kWh/m3 re-presenta um rendimento médio de 54% do con-junto, como segue: 39

e Cálculo da potência hidráulica necessária para bombear 1 m3 de água a 100 m de al-tura em 1 hora:

Energia = força x deslocamento = peso de 1 m3 de água x 100 m

Energia – massa de 1 m3 de água x acelera-ção da gravidade x 100 m

Energia = 1000 kg x 9,8 m/s2 x 100 m = 9,8 x 105 J

Potência hidráulica = 9,8 x 105 J / 1 hora = 9,8 x 105 / 3600 J/s = 0,2725 x 103 W = 0,272 kW

e A energia hidráulica requerida, em kWh é:

Whidr = 0,272 x 1 hora = 0,272 kWh

e Se o rendimento do conjunto é de 54%, a energia elétrica fornecida pela rede será:

Wrede = Whidr / 0,54 = 0,272 / 0,54 = 0,5 kWh

e Esta foi a energia elétrica consumida para recalcar 1 m3 de água a 100 m, portanto:

CEN = 0,5 kWh/m3

Este indicador não avalia os processos hi-dráulicos a jusante dos conjuntos, apenas a eficiência dos conjuntos. Do ponto de vista do conjunto, não interessa se os 100 m a serem vencidos são referentes a desnível geométrico ou perda de carga das linhas de recalque.

Conhecido o CEN, pode-se determinar o ren-dimento do conjunto pela proporção:

h1 / h2 = CEN 2 / CEN 1

Usando-se os valores conhecidos de 0,5 e 0,54 para CEN 2 e h 2, temos:

h1 = 0,54 x 0,5 / CEN 1

Para o cálculo deste indicador referente a um sistema, o procedimento detalhado pela IWA (IWA, 2000), disponível em versão portuguesa 40 é:

CEN = D1 / D2, onde:

39 A descrição detalhada desses cálculos pode ser obtida no capítulo 6 do livro Sistemas de Bombeamento – Eficiên-cia Energética – 2012, Ed. Universitária – UFPB (Organizador: Heber Pimentel Gomes)40 Referência: ALEGRE, H.; HIRNER, W.; BAPTISTA, J.M.; PARENA, R. Indicadores de desempenho para serviços de abastecimento de água. Tradução e adaptação de Patrícia Duarte, Helena Alegre e Jaime Melo Baptista. Lisboa: IWA/Lab. Nacional de Engenharia Civil/ Instituto Regulador de Águas e Resíduos, 2004


59

D1 = soma do consumo real de energia de todo o equipamento de bombeamento de água do sistema, avaliado a partir dos medidores de consumo de energia, e preferencialmente em período de um ano (*).

D2 = fator de uniformização = soma de D2 (i) para todas as bombas do sistema, sendo:

D2(i) = V(i) x h(i) / 100, onde:

V(i) é o volume em m3 bombeado pela bom-ba i ao longo do período de avaliação e

h(i) é a altura manométrica em metros da bomba i.

Quando houver variação significativa da altura manométrica ao longo do ano, convém subdividir o ano em um número limitado de in-tervalos, fazendo uma média ponderada.

(*) Para períodos inferiores a um ano, todas as comparações internas e externas devem ser feitas com prudência.

É preciso notar que o rendimento determi-nado por este processo, ou pela relação entre a energia (ou potência) hidráulica na saída e a energia (ou potência) elétrica na entrada, é o rendimento do conjunto motobomba, ou seja:

hconj = hmotor x hbomba

Ao utilizar valores instantâneos (potência), tem-se o rendimento em um momento da ope-ração. Dispondo-se de instrumentos registrado-res, utilizar as energias, e obter o rendimento médio no intervalo medido.

4.1.3 Fator de Carga - FC

Outro indicador importante na mensuração do grau de utilização da energia disponível é o Fator de Carga – FC41, definido por:

FC = Consumo do período (kWh) / [Demanda contratada (kW) x no de horas período (h)]

Um baixo FC é penalizado pelo sistema tarifário, pois indica que a demanda contrata-da está elevada em relação à demanda média medida, ou seja, a operadora paga uma deman-da que não utiliza. Elevar o FC tão próximo da unidade quanto possível pode proporcionar economia substancial na conta de energia. Para tanto, o ideal seria conseguir evitar os picos de demanda, por exemplo, substituindo um conjun-to de grande potência que não opera de forma contínua por outros de menor potência, que se-riam acionados em degraus, quando necessário. A utilização de inversores de frequência pode também ser avaliada, particularmente quando as variações dos volumes solicitados sejam fre-quentes e de amplitudes muito diversas.

41 Livro Sistemas de Bombeamento – Eficiência Energética – 2012, Ed. Universitária – UFPB (Organizador: Heber Pimentel Gomes), capítulo 6.

Os indicadores financeiros ligados ao de-sempenho dos sistemas de bombeamento são o Custo Médio da Energia Elétrica (R$/MWh) e o Custo Médio da Energia Elétrica por Metro Cúbi-co Bombeado (R$/1000 m3).

Embora medidas de eficiência energética venham a se refletir nesses indicadores, eles refletem também o efeito das modalidades de contratação do fornecimento da energia, não

sendo, por isso, indicadores tão somente de eficiência do uso da energia. Podem ocorrer melhorias nestes índices sem que tenham sido implementadas medidas de eficiência, apenas por revisão dos contratos de fornecimento de energia elétrica.

Devem, porém, ser monitorados, pois sua melhoria se traduz em ganhos financeiros para o operador.

4.2 Indicadores de Desempenho Financeiro

4.3 Determinação de Indicadores em Campo e Analise de Pré-Viabilidade no Com+Água.2


60

Na atual versão apresentam-se estudos de caso, em publicações específicas, que represen-tam uma consolidação da metodologia e da ca-pacitação do pessoal das operadoras. Dentre as atividades efetuadas durante estes estudos de caso, ressaltamos as medições de campo para de-

terminação de indicadores e parâmetros de con-juntos motobomba, uma das quais é aqui repro-duzida, para ilustração do que foi acima exposto.

A seguir, a título de exemplo, são apresen-tados dados resumidos do diagnóstico de uma unidade selecionada.

Fonte: COM+ÁGUA.2

Figura 35. Características da Bomba de Inversão

Fonte: COM+ÁGUA.2

Tabela 3. Dados Resumidos do Diagnóstico Hidroenergético

Fonte: Acervo COM+ÁGUA.2

Foto 3. Conjunto motobomba da inversão

Bomba Inversão

Marca KSB

Modelo RDL 250-400

Número de série 667617

H (m) 72

Q (m³/h) 900

Rotação (rpm) 1750

Pot (cv) 250

Diâm. Do rotos (mm) 400

Tipo Bipartida axialmente

Bombas Q (m³/h) H (m) Pel (kW) CE (kWh/m³) CEN (kWh/m³/100) Rendimento

Sistema Inversão 660 69,3 211,8 0,321 0,463 59%


61

No caso da unidade operacional menciona-da foi ainda definido o indicador de custo espe-

cifico médio em R$/kWh, para fins de análise de pré-viabilidade.

0,34

0,39

0,31

0,32

0,33

0,34

0,35

0,36

0,37

0,38

0,39

0,40

ETA PETROPOLIS COHAB

Custo específico (R$/kWh)

Foi então utilizado o software RETscreen para realizar a análise de pré-viabilidade finan-ceira, nas oportunidades inicialmente identifica-das, conforme descrito a seguir.

1. Ações de eficiência energética

e Troca de motores de rendimento padrão por Alto Rendimento e outras ações:

• motores x 250 CV + 1 motor de 60 CV com Inversores de Frequência + software de Análise do Desempenho Energético

• Gerenciamento de energia • Software de gestão de manutenção • Software de análise de viabilidade de

projetos de EE & ER– licença anual para 10 acessantes.

• Investimento estimado: R$ 449.000,00.

Fonte: RETScreen

Figura 36. Análise de Pré-Viabilidade Financeira – Ações de Eficiência Energética

Foi constatado que o payback do projeto é ligeiramente superior a 1 ano, a TIR foi superior a 80% em além de apresentar um gráfico do fluxo de caixa.

2. Geração de energia hidrelétrica

Houve interesse na avaliação da implantação de um protótipo de microgeração hidroelétrica,


62

aplicando se uma turbina de 10 kW, a um custo es-timado de R$ 90.000,00, na chegada da água bruta para a estação de tratamento de água.

O resultado da avaliação indicou um payback do projeto de menos de 5 anos, TIR superior a 20%, além de apresentar um gráfico do fluxo de caixa.

Fonte: RETScreen

Figura 37. Análise de Pré-Viabilidade Financeira – Geração Hidroelétrica

3. Geração de energia fotovoltaica

Houve também interessa da avaliação de implantação de uma mini usina fotovoltaica, com painéis instalados nas coberturas dos edi-

fícios e dos reservatórios apoiados, da unidade operacional, com potência de 150 kWp, a um custo de R$ 1.000.000,00, que seria interligado ao quadro geral de distribuição de energia.

Fonte: RETScreen

Figura 38. Análise de Pré-Viabilidade Financeira – Geração Fotovoltaica

O resultado da avaliação indicou um pay-back do projeto um pouco superior a 7 anos, TIR

superior a 7%, além de apresentar um gráfico do fluxo de caixa.


63

C omo detectado nos estudos de caso, alguns dos principais desafios enfren-tados para a implementação exitosa da

metodologia adotada no COM+ÁGUA.2 em um ou ambos os prestadores foram, dentre outros:

e Indisponibilidade dos valores de indica-dores de eficiência energética, por falta de equipamento de medição ou mecanismos de gestão adequados;

e Falta de mecanismos de gestão de ativos da infraestrutura, principalmente no tocante à renovação de redes e ramais;

e Falta de uma cultura de manutenção predi-tiva e preventiva;

e Falta de recursos humanos e materiais.

Citamos, a seguir, uma constatação retirada do relatório de um dos estudos de caso:

Adicionalmente ao diagnóstico hidroenergéti-co foram avaliadas as iniciativas de desenvol-vimento de programas e projetos de eficiência energética e a estruturação da Coordenação de Eficiência Energética – CEN (*):

e Criação de novos Indicadores de Desempenho Energético - IDE, como o kWh/m³ bombeado. Atualmente a CEN (*) e as AP consideram como indicadores de eficiência energética o índice de ultrapassagem de demanda e cobrança de mul-tas por parte da Companhia Energética de Per-nambuco - CELPE por baixo fator de potência;

e A importância da criação de IDE tendo como base a norma ISO 50.001, que estabelece uma estrutura para que as empresas possam geren-ciar e melhorar o consumo de energia elétrica;

e Melhoramento de metodologias de gerencia-mento e implantação de ações de monitora-mento do consumo energético online;

e Desenvolvimento de metodologias de análise das faturas de energia, que possibilite a reali-zação de ações administrativas e técnicas nas unidades da COMPESA;

e Gerenciamento efetivo dos contratos de forne-cimento de energia elétrica, sendo que o valor pago é da ordem de R$ 180 milhão/ano, es-tando este entre os três maiores valores pagos pela COMPESA;

e Realização de treinamentos e capacitações em processo, teóricos e práticos, para melhor disseminação do conceito e da importância do desenvolvimento de ações de eficiência energética;

e Implantação do programa de cadastro de ati-vos e elaboração de planos de manutenções preventiva e preditiva nas AP. A implementação dos planos irá facilitar o gerenciamento das atividades desenvolvidas em cada ativo (bom-bas, motores, válvulas, transformadores e etc.), além de gerar histórico dos equipamentos, per-mitindo um melhor acompanhamento da vida útil de cada um.

No modelo atual de gerenciamento e aná-lise das faturas de energia elétrica aplicado na COMPESA, as APs não recebem as faturas de energia, ficando restrito apenas à CEN (*). Desta forma os gestores operacionais das áreas ficam impossibilitados de realizar uma análise mais criteriosa. As AP recebem uma planilha em meio digital, chegando quase

5. DESAFIOS PARA A MELHORIA DE DESEMPENHO NOS PRESTADORES


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trinta dias após o faturamento, com as infor-mações resumidas, cabendo ao gestor local apenas analisar:

e Verificação do consumo de energia se está na média do histórico;

e Comparação da demanda lida, em relação à contratada, verificando se houve redução ou ultrapassagem;

e Verificação e correção do fator de potência lido nas instalações, sendo que este deve ser maior que 0,92 obrigatoriamente.

(*) Não confundir Coordenação de Eficiência Energética - CEN com o indicador Consumo

Específico Normalizado – CEN. (Nota desta publicação)

Essas constatações corroboram a necessi-dade da continuidade de programas como o COM+ÁGUA.2, visando a fixar nos prestadores de serviço a cultura da gestão, tanto no que se refere ao uso racional da água como à eficiên-cia energética.

Os programas de sensibilização das equi-pes dos prestadores são ferramentas essen-ciais para a conscientização da importância dos mecanismos de gestão em todas as áreas dos prestadores.

eficiÊncia energÉtica - snis · • caderno temático 5 - planejamento e gestão. o primeiro...

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