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CONTRIBUIÇÃO PARA A QUANTIFICAÇÃO DA INCERTEZA NA AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO DE COLECTORES
O caso de emissários do sistema de saneamento da Costa do Estoril
Pedro Garez GOMES Aluno finalista de Engenharia Civil do Instituto Superior Técnico (IST), Av. Rovisco Pais, 1049 – 001 Lisboa; Tel: (+351) 21 841 8368;
Vitor SOUSA Assistente, Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura, IST, Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa;Tel: (+351) 21 841 8368,
Filipa FERREIRA Professora Auxiliar, Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura, IST, Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa;Tel: (351) 21 841 8368;
Inês MEIRELES Professora Auxiliar, Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Aveiro, Campus Universitário de Santiago, 3810-193 Aveiro;Tel: (+351)
234 370 200; [email protected]
Cátia GOMES Técnica Especializada, SANEST, S.A., Rua Flor da Murta, 2770-064 Paço de Arcos; Tel: (+351) 21 446 21 00, [email protected]
Resumo Entre os requisitos estabelecidos na ISO 24511:2007 para a gestão patrimonial de sistemas de
drenagem, destaca-se a aferição da respectiva condição. Este é um aspecto central em todo o processo de tomada de decisão neste âmbito, especialmente com o envelhecimento progressivo das infra-estruturas que compõem os sistemas de drenagem e a necessidade de aplicar conscienciosamente os recursos limitados, de forma a assegurar as exigências crescentes por parte das entidades legisladoras/reguladoras e do público em geral.
Na generalidade dos casos, a aferição da condição dos sistemas de drenagem é efectuada recorrendo a inspecções CCTV (Closed-Circuit Television) e protocolos para ponderar a importância das anomalias observadas. Para além das simplificações e limitações subjacentes a esta solução, existem ainda outras fontes de incerteza no processo, nomeadamente aspectos relacionados com o operador que efectua a inspecção e com o protocolo utilizado.
No presente artigo são revistas as principais variantes tecnológicas de inspecção CCTV e comparados diferentes protocolos para classificação e ponderação das anomalias. Apresenta-se ainda a análise estatística da incerteza decorrente do operador, em particular aspectos relacionados com a capacidade de identificar todas as anomalias, e do protocolo, designadamente para o grau de condição estimado, com base nos resultados das campanhas de inspecção periódica que a SANEST tem vindo a realizar nos emissários de Caparide, Castelhana, Marianas e Sassoeiros. Pretende-se com este trabalho contribuir para quantificar a incerteza nas inspecções CCTV.
Palavras-Chave: gestão patrimonial; sistemas de drenagem; inspecção CCTV; protocolos de inspecção; condição de colectores.
1. INTRODUÇÃO
Os sistemas de drenagem e tratamento de águas residuais constituem componentes de elevada importância. Actualmente, nos países desenvolvidos (nomeadamente na Europa, América do Norte e Oceânia), os sistemas de drenagem servem cerca de 90% da população (WHO, 2000). Só os EUA dispõem de um património redes de drenagem com um comprimento estimado entre 1 e 1.3 milhões de quilómetros (TAFURI e SELVAKUMAR, 2002). Nos países sub-desenvolvidos ou em vias de desenvolvimento, as taxas de atendimento são inferiores, rondando os 49% na América Latina e Caraíbas, 18% na Ásia e 13% em África (WHO, 2000). No entanto, estas taxas de atendimento apresentam tendência para aumentar e a construção de sistemas de drenagem é apontada como um dos requisitos para o desenvolvimento sustentável destas nações (e.g., UNICEF, 2006; UN, 2011). Como tal, os sistemas de drenagem representam um investimento significativo que se prolonga no tempo e no espaço, devido à necessidade de assegurar a continuidade e melhoria constante das infra-estruturas existentes e o desenvolvimento de novas infra-estruturas para acompanhar a evolução/transformação das comunidades.
A necessidade de conceber, construir, operar, manter, reabilitar e substituir sistemas de drenagem em zonas urbanas decorre da interacção da actividade humana com o ciclo natural da água. Esta interacção assume duas formas principais (BUTLER e DAVIES, 2004):
a captação e desvio de água do seu ciclo natural;
a impermeabilização das superfícies e alteração das redes de drenagem naturais. Consequentemente, a drenagem e tratamento de águas residuais desempenham objectivos
essenciais para o funcionamento e sustentabilidade das comunidades, especialmente nas vertentes de segurança (e.g., inundações, colapso das infra-estruturas), saúde pública e qualidade ambiental (ERTL e HABERL, 2006).
Estas infra-estruturas constituem vastas redes que, frequentemente, têm sido votadas ao esquecimento por serem invisíveis ou pouco visíveis pelo público em geral, devido a desenvolverem-se predominantemente no subsolo. Frequentemente, as operações de manutenção só têm lugar quando os sistemas demonstram um funcionamento deficiente e as intervenções de reabilitação decorrem, em geral, após uma falha grave, sendo as falhas menos graves solucionadas por intervenções de reparação (ABRAHAM e GILLANI, 1999). Esta estratégia de gestão reactiva resulta em intervenções com níveis de dificuldade e custos superiores, em comparações com intervenções planeadas equivalentes. Para contrariar esta postura e garantir que o desempenho dos sistemas se mantém num nível aceitável, o NRC-CNRC (2004) recomenda que as entidades responsáveis devem adoptar uma estratégia mais sustentável na gestão e investimento nas infra-estruturas, baseada no conhecimento do tipo, características e condição em que se encontram as infra-estruturas, identificando as necessidades e prioridades de intervenção.
Na generalidade dos casos, a aferição da condição dos sistemas de drenagem é efectuada através de inspecções CCTV, recorrendo a protocolos normalizados para ponderar a importância das anomalias observadas. Para além das simplificações e limitações subjacentes a esta solução,
subsistem ainda outras fontes de incerteza no processo, nomeadamente aspectos relacionados com o operador que efectua as inspecções e o protocolo adoptado para determinar a condição.
O presente artigo apresenta uma revisão de diferentes variantes tecnológicas de inspecção CCTV, uma análise comparativa de alguns dos protocolos para classificação e ponderação das anomalias e uma análise estatística da incerteza decorrente do operador durante a realização de inspecções CCTV e o protocolo utilizado para determinar a condição. Esta última foi desenvolvida com base nos resultados das campanhas de inspecção periódica que a SANEST tem vindo a realizar nos emissários de Caparide, Castelhana, Marianas e Sassoeiros. Pretende-se com este trabalho contribuir
para quantificar a incerteza associada a inspecções CCTV, em particular no que concerne à identificação das anomalias existentes e à estimativa do grau de condição.
2. GESTÃO PATRIMONIAL
As normas da família ISO 24510:2007 vieram providenciar orientações para a gestão do sector da água, identificando os componentes envolvidos (gestão de actividades e processos; gestão de recursos; gestão patrimonial; gestão de clientes; gestão de informação; gestão ambiental e gestão do risco).
No caso das entidades gestoras de infra-estruturas em geral, a gestão do património que compõe a infra-estrutura destaca-se das restantes actividades, com as quais se relaciona e, geralmente, condiciona, sendo o vector principal mais importante e complexo que motiva e se relaciona com a generalidade das actividades desenvolvidas (e.g., DNRM, 2001).
A American Public Works Association (APWA) define a gestão patrimonial de infra-estruturas como uma metodologia para alocar os recursos de forma eficiente e equitativa aos diferentes objectivos que competem entre si (ASCE/USEPA 2004). Do ponto de vista da utilização de uma infra-estrutura, as estratégias de gestão patrimonial são tradicionalmente classificadas em reactiva e pró-activa, em função do princípio subjacente (MEHLE et al., 2001; LAUTENSCHLÄGLER e HOLLÄNDER, 2006).
Para a sua operacionalização, a gestão patrimonial pró-activa exige os seguintes elementos (MEHLE et al., 2001):
Inventariação da infra-estrutura, envolvendo a obtenção: da caracterização actualizada dos componentes da infra-estrutura; da classificação da condição dos componentes da infra-estrutura ou de uma amostra estatisticamente representativa desses componentes.
Valorização da infra-estrutura, o que requer: a previsão da condição futura dos componentes da infra-estrutura; a atribuição de um valor monetário aos componentes da infra-estrutura.
Avaliação da infra-estrutura e das opções, o que obriga a definir: um sistema de avaliação do desempenho dos componentes da infra-estrutura; um modelo para alocar os recursos disponíveis à gestão dos componentes da infra-estrutura.
O inventário do património corresponde ao conjunto de toda a informação sobre as características e o historial das infra-estruturas, que deve ser exaustiva e continuamente actualizada. Este constitui a base de suporte para a implementação da gestão patrimonial, em especial se o objectivo for adoptar uma estratégia de gestão pró-activa. Geralmente, a inventariação das infra-estruturas de um sistema de drenagem requer uma combinação de pesquisa de registos e verificações/levantamentos locais (ASCE/USEPA, 2004).
Complementarmente à caracterização dos componentes, a inventariação completa das infra-estruturas envolve a avaliação da sua condição e capacidade actual. Tal implica o recurso a técnicas de inspecção e ensaios de modo a complementar os eventuais registos de ocorrências e/ou de campanhas de monitorização. Na prática, a avaliação da condição dos sistemas de drenagem é efectuada, maioritariamente, através de inspecções CCTV. Já a avaliação da capacidade envolve, principalmente, campanhas de medição de caudais.
3. INSPECÇÃO POR TELEVISÃO EM CIRCUITO FECHADO
3.1. Técnica de inspecção
A tecnologia de Televisão em Circuito Fechado (CCTV – Closed Circuit Television) tem sido amplamente utilizada na inspecção de colectores, desde a sua introdução após a II Guerra Mundial,
sendo uma das técnicas mais utilizadas a par da inspecção pessoal (READ, 1997; WRc, 2001; KOO e ARIARATNAM, 2005). Esta técnica de inspecção consiste em identificar as anomalias existentes nos colectores por visualização das imagens recolhidas através de câmaras CCTV que são introduzidas e deslocadas ao longo dos colectores.
Tendo em consideração a mobilidade das câmaras de CCTV, podem classificar-se os sistemas de inspecção por CCTV em estacionários ou móveis (WRc, 2001). No primeiro tipo de sistemas, a câmara de inspecção é fixada numa câmara de visita, donde capta imagens do colector. A câmara pode, eventualmente, ser dotada de sistema de ampliação da imagem. Através desta tecnologia, a capacidade de detecção dos defeitos resume-se aos que são visíveis a partir do local onde a câmara é instalada (MAKAR, 1999). Dadas as limitações de observação desta técnica, na prática a sua utilização é, maioritariamente, integrada num processo de selecção das infra-estruturas prioritárias para inspecção complementar (MAKAR, 1999).
Os sistemas móveis são os mais utilizados para a inspecção de colectores. Actualmente, é usual a utilização de robôs motorizados, controlados à distância, que se deslocam ao longo do eixo dos
colectores, recolhendo imagens de anomalias na sua passagem. Estes sistemas podem ainda ter velocidades reguláveis e permitir o controlo da altura da câmara e/ou das luzes (READ, 1997; WRc, 2001). Nos colectores de menores diâmetros, em que os robôs não consigam entrar, ou nos colectores de grandes diâmetros, em que não seja possível desviar o efluente, e a altura e velocidade de escoamento inviabilizem a sua utilização, é frequente montar as câmaras em jangadas que são arrastadas ao longo do colector. Um dos grandes problemas desta alternativa é o intervalo de tempo necessário para imobilizar a câmara, caso seja preciso inspeccionar com maior detalhe alguma secção do colector (READ, 1997; USEPA, 1999).
Actualmente, já existem equipamentos comerciais móveis que permitem a inspecção de colectores com diâmetros a partir de 100 mm (USEPA, 1999; WRc, 2001). É recomendado que a esta técnica só seja aplicada na inspecção de colectores com diâmetros até 1200 mm (USEPA, 1999; WRc, 2001). Tal deve-se ao facto de, à medida que o diâmetro do colector aumenta, a distância entre a câmara e as paredes aumenta e condiciona a capacidade de visualização das anomalias. Para diâmetros superiores são necessárias câmaras que permitam imagens de maior resolução e sistemas de iluminação mais potentes. A câmara deve ser montada de forma a manter a lente o mais próximo possível do centro da tubagem, em colectores circulares ou rectangulares, ou a dois terços da altura, em colectores ovais (READ, 1997; USEPA, 1999).
3.2. Protocolos de classificação
Os protocolos de inspecção começaram a ser desenvolvidos em 1977 pelo Water Research Centre (WRc), no Reino Unido. O mais conhecido é o protocolo desenvolvido pelo WRc, que tem sido adoptado um pouco por todo o mundo no seu formato original ou com pequenos ajustes a nível nacional ou local (WRc, 2001; NRC-CNRC, 2004). A Figura 1 ilustra a cronologia do desenvolvimento de protocolos de inspecção por diferentes entidades em vários países.
No seu cerne, os protocolos de inspecção estabelecem um conjunto de regras para realizar as
inspecções CCTV e estabelecem um sistema de categorização das anomalias observadas. Usualmente, os protocolos distinguem entre dois grupos de anomalias, nomeadamente as estruturais e as funcionais (ou operacionais) (CHUGHTAI e ZAYED, 2008). O primeiro grupo inclui as anomalias que se relacionam, primordialmente, com o desempenho estrutural dos componentes, providenciando uma indicação da probabilidade de colapso. Este grupo de anomalias é um indicador da necessidade de reabilitação ou substituição. O grupo das anomalias funcionais engloba as anomalias que afectam, principalmente, o funcionamento dos componentes, sendo a probabilidade de entupimento um dos aspectos mais relevantes. Este grupo de anomalias permite identificar a necessidade de realizar
intervenções de manutenção do sistema, designadamente a limpeza ou a remoção de raízes (OPILA e ATTOH-OKINE, 2011).
1977 - 1º Protocolo de inspecção WRc
(Reino Unido)
1980 e 1988 - WRc Revisão 1 e 2(Reino Unido)
1993 – WRc Revisão 3
(Reino Unido)
2004 – WRc Revisão 4
(Reino Unido)
1991 – Protocolo de inspecção ACCEM
(Austrália)
2003 – Protocolo de inspecção NASSCO
(E.U.A.)
1996 - Edmonton 1996a e 1996b 1997 - Protocolo de inspecção NAAPI 1997 - Protocolo de inspecção CERIU 2001 - Protocolo de inspecção NRC 2001 - City of Winnipeg Sewer
Management Study(Canada)
2003 – Norma Europeia EN13508-2
(Europa)
2005 – ACCEM Actualização (Austrália)
2004 – South East Asia
(Ásia)
2004 - India
2006 – New Zealand Pipe Inspection
Manual(Nova Zelândia)
Figura 1 - Cronologia do desenvolvimento de protocolos de inspecção (adaptado de THORNHILL e
WILDBORE, 2005)
Para além da codificação das anomalias, vários protocolos incluem, para cada anomalia, a indicação de um peso representativo da relevância respectiva para a condição estrutural ou funcional do componente. A título de exemplo, apresenta-se no Quadro 1 a conversão do protocolo da Norma Europeia EN 13508-2:2003 com os protocolos do WRc e do NRC, incluindo os respectivos pesos, para anomalias funcionais. Também foi elaborada uma tabela de conversão para as anomalias estruturais que não se apresenta por limitações de espaço.
Complementarmente, a condição dos componentes é, usualmente, avaliada numa escala de estado de conservação decrescente de 1 a 5. Na conversão dos pesos das várias anomalias no grau de condição do componente correspondente, a generalidade dos protocolos adopta uma postura conservativa e considera que a condição do colector é condicionada pela anomalia com maior peso. No Quadro 2, apresentam-se os critérios para determinar a condição de colectores com base no peso máximo das anomalias observadas, segundo os protocolos do WRc e do NRC.
Quadro 1 - Códigos e pesos de anomalias funcionais segundo os protocolos do WRc e do NRC
DESCRIÇÃO EN 13508-2
Código
WRc NRC
Obstrução
(%) Código Peso
Obstrução
(%) Código Peso
Raízes
BBA B RF 1 0 RL 2
BBA B
10 RL 2
BBA B
25 RM 8
BBA B
100 RS 10
BBA A RT 5 0 RL 2
BBA A
10 RL 2
BBA A
25 RM 8
BBA A
100 RS 10
BBA C 0 RM 2 0 RL 2
BBA C 5 RM 2 10 RL 2
BBA C 20 RM 4 25 RM 8
BBA C 50 RM 10 100 RS 10
BBA C 75 RM 15
BBA C 100 RM 20
Incrustações
BBB A 0 EL/ESL 1 0 EL 2
BBB A 5 EL/ESL 1 10 EL 2
BBB A 20 EM/ESM 2 25 EM 8
BBB A 100 EH/ESH 5 100 ES 10
Gordura
BBB B 0 DEG 1
BBB B 5 DEG 1
BBB B 20 DEG 2
BBB B 50 DEG 5
BBB B 75 DEG 8
BBB B 100 DEG 10
Sedimentos
BBC 0 DE/DES 1 0 DEL 5
BBC 5 DE/DES 1 10 DEL 5
BBC 20 DE/DES 2 25 DEM 8
BBC 50 DE/DES 5 100 DES 10
BBC 75 DE/DES 8
BBC 100 DE/DES 10
Infiltrações
BBF A
IL 2
BBF B
IM 5
BBF C
IS 10
BBF D
BBF D 10
Ligação protuberante
BAG 0 CNI 1 0 PL 2
BAG 5 CNI 1 10 PL 2
BAG 20 CNI 2 25 PM 8
BAG 50 CNI 5 100 PS 10
BAG 75 CNI 8
BAG 100 CNI 10
Anel de estanquidade protuberante
BAI A BAI A 1
BAI B BAI B 5
BAI C BAI C 8
BAI D BAI D 2
Obstrução BBE E OB 10
Podem ser aplicadas outras abordagens para considerar os pesos das anomalias, como seja o
peso total das anomalias, mais indicado para câmaras de vista, ou o peso médio das anomalias, mais indicado para colectores, mas a generalidade dos protocolos não providenciam critérios para classificar
a condição a partir destas abordagens. Uma excepção é o protocolo do WRc, que providencia limites para determinar a condição funcional dos colectores segundo o peso médio das anomalias.
Quadro 2 - Critérios de conversão dos pesos em condição dos protocolos do WRc e NRC
CONDIÇÃO WRc NRC
Escala Descrição Estrutural Funcional Estrutural Funcional
0 Condição excelente - - 0 0
1 Condição aceitável <10 <1 1 - 4 1 - 2
2
Risco mínimo de
colapso com algum
potencial de detioração
10 - 39 1 - 1.9 5 - 9 3 - 4
3
Colapso improvável
com potencial para
deterioração
40 - 79 2 - 4.9 10 - 14 5 - 6
4 Colapso provável 80 - 164 5 - 9.9 15 - 19 7 - 8
5 Colapso eminente ou
colector colapsado 165 10 - 20 20 9 - 10
3.3. Incerteza
As limitações inerentes à inspecção por CCTV decorrem de apenas permitir a detecção de anomalias visíveis nas imagens recolhidas da superfície interior dos colectores, sendo impossível detectar anomalias em zonas onde exista escoamento, retenção de água, sedimentos ou outro tipo de obstáculo à visualização. As características das câmaras (e.g., resolução, capacidade de ampliação da imagem e de movimentação da câmara), a potência de iluminação do equipamento e as condições do colector no momento da inspecção são os parâmetros mais relevantes no que concerne à incerteza de natureza técnica das inspecções CCTV (READ, 1997; KOO e ARIARATNAM, 2005).
Para além das questões técnicas, a inspecção CCTV depende ainda do operador encarregue e do protocolo utilizado. A análise das imagens recolhidas é um processo demorado, subjectivo e muito dependente do técnico que a efectua. A identificação e classificação das anomalias pode variar entre técnicos, dependendo da experiência e competência de cada um, e entre inspecções, dependendo da concentração e do cansaço do técnico no momento. O protocolo utilizado influi na avaliação da condição em função das anomalias que tidas em consideração, qual a sua importância relativa e quais os critérios para converter o peso das anomalias na condição do componente (READ, 1997; KOO e ARIARATNAM, 2005).
Apesar das inovações registadas ao nível da tecnologia dos equipamentos CCTV, que contribuíram significativamente para melhorar a qualidade de visualização das anomalias, a incerteza associada ao técnico que realiza a inspecção e a subjectividade do protocolo utilizado ainda persiste.
4. APLICAÇÃO AO CASO DE ESTUDO DA SANEST
4.1. Caracterização sumária do sistema da SANEST
A SANEST - Saneamento da Costa do Estoril, S.A. é responsável pela construção, gestão e exploração do Sistema Multimunicipal de Saneamento da Costa do Estoril, em regime de concessão, até ao ano de 2020. A empresa tem como responsabilidade a recolha, tratamento e rejeição final das águas residuais urbanas provenientes de cerca de 800.000 habitantes-equivalentes da Costa do Estoril.
O sistema gerido pela SANEST abrange uma área de 220 km2, que corresponde à totalidade do Município de Cascais, grande parte dos Municípios de Sintra e Oeiras e uma pequena parte do Município da Amadora. É composto por um interceptor geral, com uma extensão de 24.7 km, que se desenvolve ao longo da linha de costa desde Linda-a-Velha até Cascais, mais precisamente até à ETAR da Guia, onde os efluentes são tratados e rejeitados no Oceano Atlântico a 45 m de profundidade, através de um emissário submarino com 2.7 km de extensão. O interceptor recolhe os efluentes colectados pelos 20 emissários instalados ao longo das principais linhas de água, perfazendo um comprimento total de 120 km, e é complementado por nove estações elevatórias (Figura 2).
Figura 2 - Mapa do sistema de drenagem da SANEST
No âmbito do presente artigo foram analisados resultados de campanhas de inspecção periódica por CCTV que a SANEST tem vindo a realizar aos emissários de Caparide, Castelhana, Marianas e Sassoeiros, não obstante a SANEST realizar, desde 2005, inspecções periódicas por CCTV aos 20 emissários que constituem o seu sistema de drenagem.
4.2. Apresentação e análise de resultados
4.2.1. Características dos emissários em análise
Na Figura 3, procura-se descrever algumas das características físicas mais relevantes dos emissários em estudo, nomeadamente a distribuição em termos de idade de instalação, do material, da
profundidade média de assentamento e do diâmetro das tubagens, por emissário. A informação apresentada teve por base o levantamento cadastral do sistema, sendo de referir que existem diferenças, por vezes significativas, entre a informação cadastral e a informação recolhida nas inspecções por CCTV. Optou-se por considerar que o cadastro representa melhor as características físicas dos emissários, enquanto que as inspecções por CCTV caracterizam o respectivo estado de conservação.
a)
b)
c)
d)
Figura 3 - Características dos emissários de a) Caparide, b) Castelhana, c) Marianas e d) Sassoeiros.
4.2.2. Incerteza do operador
Na avaliação da incerteza do operador de CCTV a identificar anomalias nos colectores, analisou-se a diferença do número de anomalias entre inspecções consecutivas por emissário. O emissário de Sassoeiros não foi considerado nesta análise, por apenas se dispor de dados de inspecções CCTV, com as anomalias codificadas segundo o protocolo da EN 13508-2, para uma única campanha de inspecção.
A Figura 4 apresenta, percentualmente, a diferença entre o número de anomalias detectadas nos colectores de cada emissário em inspecções consecutivas. Como os sistemas se deterioram com o tempo, caso não ocorressem lacunas na identificação de anomalias, nem tivessem sido realizadas intervenções, o número de anomalias manter-se-ia constante ou aumentava entre as inspecções. Porém, da observação do gráfico, identificam-se diferenças negativas em todos os emissários em análise. A diferença negativa mais representativa para todos os emissários é a de menos uma
100%
Ano de construção
1997
1% 1% 1%
97%
Material
FC
PEAD
PP-C
PVC
1%19%
39%
21%
1%
9%
1%
9%2%
Diâmetro
200 mm
250 mm
400 mm
500 mm
600 mm
630 mm
700 mm
710 mm
800 mm
33%
45%
14%
6%
2%1%
Profundidade
2 m
3 m
4 m
5 m
6 m
7 m
78%
22%
Dist. do ano de construção
1960
2000
30%
23%
47%
Dist. do diâmetro
300 mm
315 mm
500 mm
2%
51%
26%
8%
6%6%
Dist. da profundidade
média
1 m
2 m
3 m
4 m
5 m
6 m
46%
1%
1%
28%
22%2%
Dist. do material
BS
DesconhecidoFFD
GC
PP-C
PVC
8%
12%
80%
Dist. do ano de construção
1965
1998
2000
1%
8%
75%
4%
12%
Dist. do material
FC
GC
PEAD
PP-C
PVC
5%
1%
12%
24%
2%3%
48%
4% 1%
Dist. do diâmetro
200 mm
300 mm
315 mm
360 mm
400 mm
450 mm
500 mm
630 mm
650 mm
2%
14%
41%27%
11%
5%
Dist. da profundade média
1 m
2 m
3 m
4 m
5 m
6 m
44%
44%
9%3%
Dist. do ano de construção
1980
2000
2005
2007
45%
14%13%
14%
13%
Dist. do material
GC
PEAD
PP-C
PVC
PVC-C
8%1%
9%
36%
3%
16%
17%9%
Dist. dos diâmetros
250 mm
300 mm
315 mm
350 mm
380 mm
400 mm
500 mm
600 mm
7%
47%26%
17%
3%
Pmédia
1 m
2 m
3 m
4 m
5 m
anomalia entre a inspecção mais recente e a inspecção mais antiga, ocorrendo em 13% a 18% do número total de troços de cada emissário. Nos emissários de Caparide e Marianas foi observada uma diferença negativa de 2 anomalias em pouco mais de 5% dos troços.
Figura 4 - Variação do número de anomalias identificadas entre inspecções consecutivas
Na prática, a incerteza do operador, na identificação do número de anomalias, deve aproximar-se ao intervalo associado à diferença negativa de 1 e 2 anomalias, o que corresponde a uma incerteza de cerca de 13% e 24%. Os casos de diferenças de 3 e 4 anomalias, para além de serem pouco expressivos, é provável que tenham sido motivados por outros aspectos para além do operador.
No seguimento da análise anterior, avaliou-se a repercussão da incerteza associada à identificação das anomalias na atribuição do grau de condição funcional e estrutural através dos protocolos WRc e NRC. Para determinar a condição de cada colector, as anomalias codificadas segunda a norma EN 13508-2 foram convertidas para os protocolos WRc e NRC, tendo-se analisado a respectiva diferença entre o grau de condição atribuído nos colectores, em inspecções consecutivas, para cada um dos emissários.
Nas Figuras 5 e 6 apresentam-se as diferenças em termos do grau de condição funcional dos colectores, entre inspecções sucessivas, segundo os protocolos do WRc e NRC, respectivamente.
a) b)
Figura 5 - Incerteza do grau de condição funcional segundo o protocolo do WRc, utilizando a) o peso médio das anomalias e b) o peso máximo das anomalias
Figura 6 - Incerteza do grau de condição funcional segundo o protocolo do NRC, utilizando o peso
máximo das anomalias
Comparando a proporção de diferenças negativas, entre a primeira abordagem e a segunda abordagem do protocolo WRc, constata-se que as repercussões da incerteza associada à identificação de anomalias, por parte do operador, são menos significativas na atribuição do grau de condição funcional pela abordagem do valor médio, do que pela do valor máximo, para a qual foram observadas diferenças negativas em cerca de 18% do colectores do emissário de Castelhana.
Já pela utilização do protocolo NRC, na atribuição do grau de condição funcional, apenas se observam diferenças negativas de 1 grau entre inspecções consecutivas, limitadas a um número reduzido de colectores. No entanto, o conjunto de anomalias que contribuem para estimar o grau de condição funcional neste protocolo é muito inferior ao do protocolo do WRc, designadamente a existência de depósitos de gorduras ou de anéis de estanquidade protuberantes não é tida em consideração.
Na Figura 7 apresentam-se as diferenças em termos do grau de condição estrutural dos colectores, entre inspecções sucessivas, segundo os protocolos do WRc e NRC.
a) b)
Figura 7 - Incerteza do grau de condição estrutural segundo protocolo a) do WRc e b) do NRC
Observa-se que, em ambos os protocolos, as diferenças negativas são reduzidas, indicando que a incerteza associada à identificação das anomalias pelo operador não tem grande influência na atribuição do grau de condição estrutural. Este resultado pode ser explicado pelo facto da condição estrutural ser dada pelas anomalias, em princípio, mais visíveis e, como tal, mais prováveis de serem detectadas de forma consistente nas inspecções.
4.2.3. Incerteza do protocolo
Outra fonte de incerteza é o protocolo adoptado. Os pesos que os protocolos atribuem às diferentes anomalias são, em grande medida, subjectivos, pelo que é expectável haver diferenças no grau de condição obtido. Adicionalmente, a abordagem utilizada para ponderar os pesos e os critérios estabelecidos, para converter no grau de condição respectivo, também são fontes de variabilidade. Em particular, no caso da atribuição do grau de condição funcional no protocolo WRc, a utilização da abordagem do peso médio das anomalias no colector ou a abordagem do valor máximo, utilizando os
critérios respectivos para determinar o grau de condição, pode originar resultados distintos. Esta análise foi realizada para cada inspecção dos emissários de Caparide, Castelhana,
Marianas e Sassoeiros, apresentando-se os resultados nas Figuras 8, 9 e 10.
a) b)
Figura 8 - Incerteza do grau de condição entre os protocolos do WRc e do NRC usando a abordagem do peso máximo para a) a condição funcional e b) a condição estrutural, na 1ª inspecção
a) b)
Figura 9 - Incerteza do grau de condição entre os protocolos do WRc e do NRC usando a abordagem do peso máximo para a) a condição funcional e b) a condição estrutural, na 2ª inspecção
a) b)
Figura 10 - Incerteza do grau de condição funcional entre as abordagens do peso médio e do peso
máximo do protocolo do WRc na a) 1ª inspecção e b) 2ª inspecção
Na aplicação do protocolo WRc para determinar o grau de condição funcional no emissário de Caparide, as abordagens pelo peso médio e pelo peso máximo apresentam uma diferença de 1 grau em cerca de 26% a 36% da extensão total do emissário. O comportamento é idêntico nas diferentes inspecções ao emissário. Na avaliação da diferença na atribuição do grau de condição funcional entre o protocolo WRc e NRC, observa-se uma variação de comportamento entre inspecções. Na primeira inspecção observa-se que cerca de 60% da extensão da rede não apresenta diferença de grau entre os dois protocolos, pois nesta inspecção a maioria dos trechos não apresenta qualquer defeito funcional. Na segunda inspecção, a maioria dos trechos apresenta defeitos, resultando na variação da condição entre protocolos de 1 grau em cerca de 90% da extensão do emissário. A avaliação estrutural deste emissário denota que a maioria dos trechos não apresenta qualquer defeito estrutural na primeira inspecção, pelo que cerca de 99% da extensão total da rede não apresenta diferença do grau de condição estrutural entre os dois protocolos. Na inspecção mais recente, cerca de 80% da rede ainda não apresenta qualquer diferença do grau de condição e as diferenças observadas são bastante reduzidas, cerca de 20% repartidos por variações de 1 grau e 2 graus.
O comportamento, em termos da variação do grau de condição funcional entre as diferentes abordagens do protocolo WRc, é similar em ambas as inspecções do emissário de Castelhana. Não há qualquer variação em cerca de 55% a 60% da rede. A variação de grau mais significativa é de 1 grau em cerca de 30% a 40% do emissário. Na primeira inspecção, a comparação entre o grau de condição funcional entre protocolos resulta na diferença de 1 grau em 90% do emissário, estando associada ao facto do WRc atribuir um grau superior para as anomalias observadas. Já a diferença de 2 graus em 10% do emissário resulta da tendência do protocolo NRC atribuir graus superiores quando a anomalia dominante é a “intrusão de raízes”. Na segunda inspecção, a diferença de 1 grau entre protocolos em 45% do emissário e de 2 graus em 17% do emissário decorre dos mesmos motivos. Em termos
estruturais, a maioria dos trechos em ambas as inspecções apresenta um grau de condição estrutural superior a 0, o que indica que a maioria dos troços tem defeitos estruturais. Na primeira inspecção, não há qualquer diferença de grau entre ambos os protocolos em 49% da rede. A diferença de 1 grau nesta inspecção está associada a 45% do emissário e o protocolo que atribui um grau superior é o WRc. As restantes diferenças são pouco representativas nesta inspecção. Na segunda inspecção, verifica-se um aumento para 68% da proporção do emissário que não apresenta diferença do grau de condição estrutural. Este aumento de inspecção para inspecção aparenta indicar que o agravamento dos defeitos ao longo do tempo leva a que o grau atribuído pelo NRC tende a igualar o grau atribuído pelo
WRc. As restantes categorias de diferença do grau de condição estrutural entre protocolos são pouco representativas.
O comportamento em termos das diferentes abordagens do protocolo WRc para o emissário de Marianas não difere dos emissários anteriores, sendo idêntico entre inspecções e não apresentando variações do grau de condição funcional em quase toda a extensão do emissário. Nas duas inspecções, em termos funcionais, a maioria dos trechos de colector não apresenta defeitos, consequentemente não se observa qualquer diferença do grau entre protocolos. Cerca de 13% do emissário apresenta uma diferença de 1 grau entre protocolos em ambas a inspecções e, tal como nos outros emissários, deve-se na maior parte dos casos ao protocolo WRc atribuir um grau superior ao protocolo NRC. Na avaliação estrutural, é de notar que em ambas as inspecções a maioria dos troços de colector não apresenta defeitos estruturais associados, desta forma não existe diferença de grau de condição estrutural em quase toda a extensão do emissário. As diferenças de grau de condição estrutural entre protocolos são pouco representativas para ambas as inspecções.
Os troços do emissário de Sassoeiros, ao contrário do que se verifica nos troços dos outros
emissários analisados, apresentam na sua maioria defeitos funcionais. A diferença de 1 grau entre as abordagens pelo peso médio e pelo peso máximo das anomalias, segundo o protocolo WRc, é mais acentuada neste emissário, afectando cerca de 50% do total de troços do emissário. O grau de condição funcional entre protocolos apresenta uma diferença de 1 grau em cerca de 60% dos troços do emissário. Este resultado é consequência do protocolo WRc atribuir, em regra, um grau superior ao protocolo NRC. Nesta análise, é de destacar que 30% dos troços do emissário apresentam o mesmo grau de condição funcional para ambos os protocolos. Dois dos materiais mais utilizados nos troços deste emissário são o PVC e o PVC-C, representando cerca de 27% dos troços do emissário. Os anos de construção dos troços nestes materiais situam-se entre os anos de 2000, 2005 e 2007, pelo que é usual não se verificar qualquer defeito estrutural. Este facto contribui para que não sejam observadas diferenças do grau e condição estrutural em cerca de 77% do emissário.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
DIRKSEN et al. (2007) investigaram quatro bacias de drenagem na Holanda, tendo observado que cerca de 30% das anomalias identificadas numa primeira inspecção não eram detectadas na inspecção posterior. No presente caso de estudo, esse valor é ligeiramente inferior e, no caso do emissário de Castelhana, só cerca de 13% das anomalias observadas na primeira inspecção não foram detectadas na inspecção posterior.
Na Alemanha, MÜLLER e FISCHER (2007) estudaram a influência de diferentes operadores e protocolos no grau de condição obtido em inspecções simultâneas, concluindo que apenas em 45% dos casos o grau coincidia, dos quais apenas em 16% dos casos tinha sido utilizado o mesmo protocolo. Apesar das diferenças conceptuais com o estudo aqui apresentado (diferentes técnicos em inspecções simultâneas e o mesmo técnico em inspecções sucessivas), as diferenças observadas nas inspecções do sistema da SANEST são, genericamente, inferiores.
AGRADECIMENTOS
Vitor Sousa agradece o apoio do ICIST e o financiamento da FCT através da bolsa de doutoramento SFRH/BD/35925/2007.
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