snis - página inicial - perdas reais · 2019. 12. 27. · caderno temático aÇÕes de...

PERDASREAIS

VERSÃO REVISADA

Secretaria Nacional de Saneamento

Ambiental - SNSA

Caderno temático

AÇÕES DE ASSISTÊNCIA TÉCNICA EM REDUÇÃO E CONTROLE DE PERDAS DE ÁGUA E USO EFICIENTE DE ENERGIA ELÉTRICA

2018

MINISTÉRIO DAS CIDADES

Ministro das CidadesAlexandre Baldy de Sant’anna Braga

Secretário ExecutivoSilvani Alves Pereira

Secretário Nacional de Saneamento AmbientalAdailton Ferreira Trindade

Diretor do Departamento de Planejamento e Re-gulaçãoErnani 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 Oli-

veira Bomfim, Fátima Carteado, Franz Bessa da Silva, 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

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

RevisãoAlexandra De Nicola, Álvaro José Menezes da Costa, Eduardo Augusto Ribeiro Bulhões Filho, Jardel Almeida de Oliveira, Luís Guilherme de Carvalho Bechuate, Maurício Alves Fourniol, Ro-dolfo Alexandre Cascão Inácio.

DiagramaçãoTraço Leal Comunicação

Agosto/2018

Sumário1. A SISTEMATIZAÇÃO DO PROJETO – METODOLOGIA E ESTUDOS DE CASO ................................................. 5

1.1 O Registro do Projeto COM+ÁGUA.2 ........................................................................................................... 5

2. AS PERDAS REAIS ......................................................................................................................................................... 62.1 Aspectos Conceituais ........................................................................................................................................ 62.2 Evolução na Última Década ........................................................................................................................... 8

3. METODOLOGIA................................................................................................................................................................ 93.1 Detalhamento da Metodologia na AT 2 .................................................................................................... 93.2 Macromedição e Automação ......................................................................................................................... 123.3 Sistema Cadastral e Modelagem Hidráulica ........................................................................................... 193.4 Gestão do DMC, Controle de Pressão e Controle Ativo de vazamentos ....................................... 27

3.4.1 Gestão do DMC ............................................................................................................................................ 273.4.2 Controle de Pressão ................................................................................................................................... 283.4.3 Controle Ativo de Vazamentos ............................................................................................................... 34

3.5 Gestão de Ativos ................................................................................................................................................. 39

4. DESAFIOS PARA MELHORIA DE DESEMPENHO NOS PRESTADORES .......................................... 43

Lista de FigurasFigura 1 Cruz de Lambert .................................................................................................................................................... 7Figura 2 Fluxograma para Implantação e Gestão de DMC .................................................................................... 11Figura 3 Tecnologias Disponíveis para Macromedição E SEUS EMPREGOS ................................................... 12Figura 4 Principais Características das Tecnologias Usuais de Medição de Vazão para o Abastecimento De Água ....................................................................................................................................................... 13Figura 5 Critérios a Serem Considerados na Escolha da Tecnologia de Macromedição ............................ 14Figura 6 Projeto Modelo de Implantação de Macromedidor ................................................................................ 17Figura 7 Tela do Supervisório CCO Embasa– Feira de Santana ........................................................................... 19Figura 8 Mapa Temático de Vazamentos Identificados – DMC Piloto – Feira X, Feira de Santana - Embasa .................................................................................................................................................. 20Figura 9 Tela Geoweb – Embasa – Destaque para o DMC da Cidade de Feira de Santana....................... 21Figura 10 Fluxo de Trabalho para a Construção de Modelo Hidráulico Estendido ...................................... 21Figura 11 Ilustração do Modelo Preliminar após o carregamento dos Dados Levantados ...................... 23Figura 12 Calibração da Pressão Média ......................................................................................................................... 25Figura 13 Curva de Calibração para Pressão Média ................................................................................................. 25Figura 14 Modelo Calibrado em Período Estendido ................................................................................................. 26Figura 15 Modelo Estático em Momentos de Vazão Mínima e Máxima .......................................................... 26Figura 16 Gráfico da Relação – Pressão x Vazamento ............................................................................................. 31Figura 17 Fluxo Básico de Implantação de um Controle de Pressão................................................................. 32Figura 18 Projeto Modelo de Implantação de VRP ................................................................................................... 33Figura 19 Tipos de Vazamentos e suas Características ........................................................................................... 34Figura 20 Duração Média Vazamentos x Número de Pesquisa ............................................................................ 36Figura 21 Equipamentos de Pesquisa e Detecção de Vazamentos Não Visíveis ........................................... 38Figura 22 Faixa de Percepção dos Equipamentos de Pesquisa Acústica e Sons do Cotidiano ............... 39

Lista de FotosFoto 1 Implantação de Macromedidor Eletromagnético ........................................................................................ 18Foto 2 Medições de Vazão e Pressão para Calibração do Modelo Hidráulico em Período Estendido .. 24Foto 3 Implantação de VRP ................................................................................................................................................ 33Foto 4 Utilização do Geofone Eletrônico na Pesquisa ............................................................................................. 37Foto 5 Utilização da Haste de Escuta ............................................................................................................................. 37

Lista de TabelasTabela 1 Aplicação dos Dados Levantados ................................................................................................................... 22Tabela 2 Exemplo de Cálculo de Cota Média Ponderada para achar a Cota do Ponto onde Monitorar a Pressão em um Setor Estanque ............................................................................................................... 29Tabela 3 Exemplo de Cálculo FND – Fator Noite-Dia e do Volume de Vazamentos para um Determinado Setor ................................................................................................................................................................. 29Tabela 4 Cálculo de PMS da Área de Projeto (Supondo Composição de Diversos Setores com Ponderação por Quantidade de Ramais ........................................................................................................................ 31Tabela 5 Fatores Inerentes aos Vazamentos ................................................................................................................ 35Tabela 6 Principais Causas de Vazamentos em Redes de Água ........................................................................... 36Tabela 7 Características dos Ruídos x Outros Fatores ............................................................................................. 38

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1. A SISTEMATIZAÇÃO DOPROJETO – METODOLOGIAE ESTUDOS DE CASO

1.1 O registro do projeto COM+ÁGUA.2

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

das de água e o uso eficiente de energia elétrica

em sistemas de abastecimento de água selecio-nados na Chamada Pública nº 104/2014, está descrita em seis livretos que compõem o Com-pêndio 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 livreto 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.

E 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!

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2.1 Aspectos Conceituais

2. AS PERDAS REAIS

A perda real pode ser definida como o volume de água que entra no sistema de abastecimento e não chega ao con-

sumidor final, devido a vazamentos que ocorrem nas adutoras, redes de distribuição e ramais prediais de água, seja nas tubulações seja nas conexões e acessórios. Além disso, está abran-gido no conceito de perdas reais o volume de extravasamentos que ocorrem em reservatórios e torres de equilíbrio que ocorram no sistema de distribuição. Logo, a incidência das perdas reais de água está intimamente associada às condi-ções da infraestrutura do sistema, ou seja, a ida-de das redes, o material, as pressões atuantes, os regimes operacionais, a qualidade e agilidade da mão de obra que opera o sistema, etc.

As perdas reais de água provocam no sistema distribuidor consequências de diversas naturezas:

e Intermitência ou desabastecimento. Em de-corrência do alto volume de vazamentos, os clientes localizados em regiões mais eleva-das ou distantes podem ficar desabasteci-dos ou serem abastecidos apenas de forma intermitente. Observa-se que, ao serem sub-metidos a esta situação, alguns prestadores atacam o efeito (a falta de água em regiões elevadas ou distantes) em vez de atuarem sobre a causa (os vazamentos). Para ata-carem o efeito, ou aumentam a vazão de entrada do sistema, por meio de aumento na produção, ou, de forma inadvertida, au-mentam somente a pressão do sistema, por meio de boosters ou da elevação dos níveis

dos reservatórios, por exemplo. As duas al-ternativas são improdutivas; no entanto, a última alternativa é particularmente nefas-ta, visto que produzirá uma maior vazão de vazamentos para uma mesma vazão de en-trada no sistema.

e Aumentam as necessidades de investimentos em ampliação da capacidade devido ao fato de que os vazamentos podem ocasionar falta de água e, pelo desconhecimento de como este tema deve ser tratado, muitas compa-nhias preferem aumentar a capacidade de produção construindo ou ampliando grandes Estações de Tratamento de Água – ETA, dis-ponibilizando um volume maior com conse-quente elevação de custos. Além do mais, o objetivo final desses investimentos desne-cessários não será alcançado, considerando que o sistema distribuidor será submetido a um regime de pressões cada vez mais eleva-das, provocando inevitavelmente um aumen-to do volume de perdas reais.e Aumentam os custos operacionais

com manutenção de redes, de ramais de água e acessórios, por conta da grande incidência e recorrência de vazamentos. Esses custos ten-dem a aumentar, uma vez que o comportamen-to hidráulico do sistema não é conhecido nem ajustado para atender as necessidades dos clientes em relação a variáveis como pressão e vazão. Assim, realizam-se manutenções e repa-ros, mas logo surgirão novas ocorrências, visto que as causas dos vazamentos não são suficien-temente compreendidas.

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Controle de Pressão Nível Econômico de Perdas Reais

ControleAtivo deVazamentos

Perda Real Anual

Inevitável

Rapidez e Qualidade dos Reparos

Perda Real Anual Corrente Gestão de Infra-estrutura:

substituição e reabilitação de redes e ramais, ressetorização,

constituição de DMC

Figura 1. Cruz de Lambert

As ações de combate às perdas reais de água estão retratadas na figura adiante, também conhe-cida como a Cruz de Lambert, pois a mesma foi desenvolvida pelo engenheiro inglês pioneiro no tema, Allan Lambert.

Analisando a figura, percebe-se que a atuação na redução das perdas reais de água depende de basicamente quatro abordagens: pressão média do sistema; gestão dos ativos da infraestrutura; controle ativo de vazamentos e rapidez e qualida-de dos reparos. Um programa de combate às per-das reais de água eventualmente pode requerer elevados investimentos, no caso de ser necessária a renovação da infraestrutura, o tipo de medida que geralmente apresenta retorno econômico a mais largo prazo. Sem o combate às perdas reais de água, o combate às perdas aparentes pode se inviabilizar ou ficar dificultado, pois simplesmente poderá faltar água para ser entregue ao cliente fi-nal com uma qualidade de serviço que leve o mes-mo a respeitar o prestador.

Na última década, o controle e gestão de per-das reais sofreu uma grande evolução e dissemi-nação nos prestadores do Brasil, tanto na parte operacional quanto na parte institucional.

Destaca-se, na parte operacional, a dissemina-ção cada vez maior das metodologias de:

Fonte: Allan Lambert

e Balanço Hídrico;e Modelagem Hidráulica;e Modelagem Bottom Up;e Análise de Componentes;e Implantação de Distritos de Medição e Contro-

le com controle de pressão e estudados através do uso do modelo hidráulico;

e Acompanhamento de parâmetros hidráulicos, como vazões mínimas noturnas, pressões no ponto médio, com adoção da telemetria.

No âmbito institucional, os prestadores procuraram capacitar seus profissionais nestas metodologias e incentivaram as boas práticas de gestão. Isso restou evidenciado na quantida-de de trabalhos apresentados relacionados ao tema nos principais congressos do setor.

Em especial, mais recentemente, muitos prestadores perceberam a importância do com-bate e controle de perdas por uma ótica dife-rente, a da escassez dos recursos hídricos nos grandes períodos de estiagem, em que muitos sistemas de abastecimento sofreram e ainda sofrem, ou seja, a água que se tem disponível é apenas a água que está sendo perdida e, por isso, o controle de perdas é uma ação imperativa para a sustentabilidade hídrica.

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2.2 Evolução na Última DécadaA evolução natural das atividades e fer-

ramentas do arcabouço técnico proposto no COM+ÁGUA, seja pelas experiências de campo que trouxeram novos cenários, seja pela evolu-ção tecnológica de equipamentos e softwares que possibilitaram melhores e resultados mais rápidos, proporcionou que o COM+ÁGUA.2 in-tensificasse e fortalecesse a necessidade dos usos dos conceitos e ferramentas no controle e redução das perdas reais.

A evolução tecnológica na última década, associada à diminuição nos custos de equipa-mentos, favoreceu uma revolução na maneira de como controlar e reduzir as perdas reais de água.

Muitos softwares livres que apoiam o contro-le e redução de perdas reais como, por exemplo, EPANET, WB Easy Calc e QGIS estão disponíveis, sendo a atualização do corpo técnico um dos requisitos para que se obtenha sucesso em um programa de redução de perdas.

A implantação de DMC ainda se configura como a melhor estratégia para o controle e gestão das perdas de água para os prestadores, com ou sem capacidade de investimentos, com abasteci-mento contínuo ou intermitente. A implementação do conceito de DMC possibilita, além da profis-sionalização do controle ativo de vazamentos, a integração das ações de combate às perdas, via-bilizando a medição e controle dos resultados, fa-zendo com que os recursos disponíveis, humanos ou orçamentários, possam ser mais bem utilizados maximizando os resultados de um programa de combate e gestão de perdas de água.

As quatro abordagens descritas na Cruz de Lambert são as mesmas. Contudo, a maneira de executá-las evoluiu e fez com que os prestado-res, obrigatoriamente, tivessem que se habilitar em novas tecnologias e processos. Este caderno temático contempla as melhores práticas, tec-nologias e metodologias para o tratamento de cada subprojeto de perdas reais. Na evolução do COM+ÁGUA para o COM+ÁGUA.2 se sobressaem os seguintes aspectos e avanços:

Rapidez e qualidade nos reparos de vazamentos

O uso de ferramentas computacionais (soft-wares) que aperfeiçoa rotas e minimiza desloca-

mentos, aprimora as ordens de serviços digitais, facilita a segmentação da execução de serviços e a gestão de indicadores das equipes operacio-nais (serviços executados x programado). Além disso, vale destacar que a exigência na qualifica-ção e capacitação dos profissionais, a evolução da qualidade de materiais, cujos critérios e ri-gores de fabricação e aplicação são regidos por normas e padrões internacionais de qualidade, possibilitaram ganhos significativos.

Controle ativo de vazamentos

A utilização do recurso de Distritos de Me-dição e Controle (DMC) para reduzir o tempo de conhecimento dos vazamentos, faz com que não seja mais necessário ficar à mercê de rodadas semestrais ou anuais de pesquisa de vazamen-tos, na medida em que o monitoramento con-tínuo das vazões de entrada nos DMC permite detectar diariamente o surgimento de novos va-zamentos, possibilitando um ágil atendimento de todas as ocorrências, seja de vazamentos re-portados ou de não visíveis. Por outro lado, vale ressaltar que no Brasil, por meio da Associação Brasileira de Ensaios não Destrutivos e Inspe-ção – ABENDI, a metodologia de pesquisa pre-conizada, alinhada à modernidade e certificação, proporcionam a capacitação dos profissionais nesta atividade.

Controle de pressão

A evolução tecnológica, associada à dimi-nuição gradativa dos custos dos equipamentos importados e o surgimento de uma indústria nacional de equipamentos de automação, pro-porciona aos prestadores de serviço melhor ren-dimento e assertividade. Existem controladores que gerenciam a pressão nos DMC por meio de interações entre as pressões do ponto crítico e o ponto médio ou o de entrada. Mais uma vez, a capacitação dos profissionais é fundamental para a obtenção dos resultados esperados.

Gestão da infraestrutura

A gestão de ativos tem se disseminado nos prestadores nacionais, entretanto, há uma gran-de lacuna a ser preenchida. Percebe-se que há prestadores que internalizaram o conceito de

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gestão com o viés do controle operacional, rea-bilitação e substituição de ativos, com olhar não somente no prolongamento da vida útil, mas também como agente preponderante ao atin-gimento de metas de desempenho. A visão de que a gestão da infraestrutura demanda plane-jamento de médio e longo prazo precisa ainda ser sedimentada, já que as soluções pontuais são, geralmente, mais onerosas e podem não atender ao que se propõem. Em suma, o planeja-mento estratégico de qualquer companhia deve

incorporar o conhecimento do ciclo de vida da infraestrutura e a modelagem do plano de ges-tão de ativos.

No COM+ÁGUA.2 foram escolhidos DMC dentro das áreas prioritárias para que funcio-nassem como um laboratório de aplicação das metodologias de combate às perdas reais e aparentes de forma integrada como precurso-res para a disseminação desta estratégia entre os prestadores.

3. METODOLOGIA

3.1 Detalhamento da Metodologia na AT 2

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

no combate às perdas de água.Desta forma, a escolha da sequência dos dis-

tritos de medição e controle a serem implanta-dos é fundamental para a otimização dos recur-sos disponíveis e maximização dos resultados de um programa de combate e gestão de perdas. De forma geral, os prestadores conhecem onde es-tão as maiores perdas de água em seus sistemas, mesmo que de maneira empírica, e por isso a escolha do setor ou zona de abastecimento para início dos trabalhos de implantação de DMC deve basear-se neste conhecimento, porém, não apenas nele. O grau de facilidade para isolar os DMC deve ser outro critério, começando-se dos mais fáceis para os mais difíceis, principalmente se os recursos financeiros e humanos ainda são escassos para a gestão do sistema com base em novos paradigmas.

Em se tratando da abordagem metodológica do COM+ÁGUA.2 para conhecer e combater as perdas reais, o presente CADERNO TEMÁTICO 2 – PERDAS REAIS se complementa com o CADER-NO TEMÁTICO 5 – PLANEJAMENTO E GESTÃO, pois ambos tratam de elementos que, direta ou indiretamente, refletem na prevenção, redução e controle das perdas reais.

No presente CADERNO TEMÁTICO 2 estão congregadas abordagens relativas aos subpro-jetos de:

e Macromedição e automação;e Sistema cadastral e modelagem hidráulica;e Gestão de DMC, controle de pressão e con-

trole ativo de vazamentos;e Gestão de ativos.

Já o CADERNO TEMÁTICO 5 trata dos seguin-tes subprojetos:

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e Revisão das políticas e processos de aquisi-ção de materiais, equipamentos e serviços, e desenvolvimento do controle de qualidade no suprimento destes insumos;

e Implantação de sistema de gestão de ativos de infraestrutura, incluindo o estabeleci-mento de regras operacionais que permitam o estabelecimento de prioridades na tomada de decisões;

e Modelagem de forma(s) de contratação por desempenho em atividades de combate a perdas de água e eficiência energética;

e Revisão de critérios de projeto e construção;e Reestruturação organizacional para a ges-

tão dos sistemas distribuidores com base em DMC; institucionalização do controle de

pressões, do controle ativo de vazamentos e das ferramentas de análise de perdas.

Tendo em vista a sobreposição de assuntos técnicos que permeiam os DMC, neste CADER-NO TEMÁTICO 2 busca-se dar maior enfoque às questões diretamente relacionadas às causas e efeitos das perdas reais, em especial o controle de pressões e de vazamentos, enquanto que o CADERNO TÉMÁTICO 5 reserva-se ao aprofun-damento dos métodos e ferramentas de gestão dos DMCs, notadamente a estruturação do ba-lanço hídrico e a modelagem bottom up, além de uma abordagem complementar acerca dos indicadores de desempenho operacional.

O fluxograma a seguir sintetiza o caminho para a implantação e a gestão do DMC.

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Figura 2. Fluxograma para implantação e gestão de DMC

Fonte: Elaboração COM+ÁGUA.2

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Diante desse contexto, é importante ressal-tar que esse percurso metodológico é aplicável a qualquer prestador de serviço.

A frase bastante conhecida do engenhei-ro americano William Edwards Deming (1900-1993) é perfeita para se iniciar essa discussão: “Não se gerencia o que não se mede, não se mede o que não se define, não se define o que não se entende e não há sucesso no que não se gerencia.”

Esta frase sintetiza como deve ser a gestão das perdas de água e para que se possa geren-ciá-la é necessário medi-la. Dessa maneira, me-dir a água disponibilizada de forma a permitir o

dimensionamento do tamanho das perdas e do entendimento de suas causas e, daí propor um plano de ação integrado para combatê-las, acom-panhando as variáveis durante e após a execução do plano, é o objetivo precípuo da macromedição.

No entanto, para realizar a macromedição precisa-se definir a tecnologia que será utili-zada, visto que existem várias tecnologias dis-poníveis no mercado, com vantagens e desvan-tagens. A figura a seguir apresenta um modelo esquemático com as principais tecnologias dis-poníveis para a macromedição de sistemas de abastecimento de água.

3.2 Macromedição e automação

VOLUMETRICO

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residência linear

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Figura 3. Tecnologias disponíveis para macromedição e seus empregos

Indústria da água e saneamento básico

Indústria de alimentos, química e petroquímica

e processo em geral


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Figura 4. Principais características das tecnologias usuais de medição de vazão para o abastecimento de água

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Perdas reais

14

Fontes: Sapporo (1994), Alves (1999), Coelho (1996), NBR ISSO 5167-1

Apresenta-se adiante um quadro resumo com as principais tecnologias e características.

Merece destacar a importância de observar se o equipamento será instalado de forma defi-nitiva ou temporária, considerando os impactos

diretos relacionados aos custos gerados.A próxima figura mostra os principais crité-

rios que devem ser considerados na escolha da tecnologia a ser empregada e que visam à corre-ta operação do sistema de distribuição de água.

Definição da tecnologia da macromediação

Custo Aspectos Técnicos

Local de Implantação

Precisão Requerida

Parque de equipamentoinstalado

Capacitação exigida dos profissionais na

operação/manutenção

Possibilidade de automação/telemetria

Necessidade e complexidade de calibração

Análise de custo x benefício(aspectos técnicos)

Escolha de tecnologia de macromedição mais

adequadaFim

INÍCIO

Figura 5. Critérios a serem considerados na escolha da tecnologia de macromedição

Perdas reais

15

Basicamente são dois critérios para a esco-lha da tecnologia de macromedição que devem ser empregados:

CustoA análise de custo deve ser realizada de

maneira criteriosa, pois comprar simplesmente pelo menor preço unitário não necessariamen-te se torna o menor custo em longo prazo. Por isso é necessária a integração com os aspectos técnicos, como apresentado na figura. A mesma tecnologia pode ter uma considerável diferença de preços de um fabricante para outro e aspec-tos como facilidade de manutenção e reposição de peças devem ser pesquisadas. A especifica-ção técnica do equipamento deve ser detalhada para que a análise de custo seja realizada de maneira correta. Em muitos casos, por não se ter especialistas nestas áreas, os técnicos das com-panhias devem fazer benchmarking em outras prestadoras de serviço, de maneira a subsidiar melhor as análises, além de trocar experiências.

Aspectos TécnicosComo mencionado anteriormente, a análise téc-

nica e a de custo interagem entre si e, por isso, são destacados alguns aspectos técnicos que devem compor a escolha da tecnologia da macromedição:

1 - LOCAL IMPLANTAÇÃO: Deve-se analisar o local de implantação com relação aos se-guintes parâmetros:

e Trânsito: Um local bastante movimenta-do requer, além de uma obra rápida, um equipamento que tenha fácil manuten-ção, considerando a dificuldade de aces-so. Existem medidores eletromagnéticos e ultrassônicos que não precisam de tre-cho reto, o que minimiza a montagem e as intervenções nas vias de trânsito.

e Disponibilidade de energia elétrica: existem macromedidores que são ali-mentados por energia elétrica, solar ou bateria. De forma geral, os macromedi-dores instalados em alças e saídas de re-

servatório, nos quais a estrutura possui facilidade de acesso a pontos de energia, opta-se por este tipo de alimentação. Quanto aos DMC que são mais isolados e existe uma dificuldade de disponibili-dade de energia, opta-se pelos equipa-mentos alimentados à bateria.

2 - PRECISÃO REQUERIDA: como existem medi-dores com uma precisão muito alta, na faixa de +/- 0,5% e outros de até +/- 2%, a escolha pas-sa obrigatoriamente pelo objetivo da instalação. Por exemplo, para o abastecimento de água entre municípios é recomendável obter o menor erro possível. No entanto, para uma área de menor relevância do sistema pode-se admitir um erro maior. Ressalta-se que quanto ao dimensiona-mento, abordado a seguir, o erro deve ser calcu-lado principalmente nas baixas vazões, durante as mínimas noturnas atuais e projetadas, pois se trata de um parâmetro fundamental de controle e gerenciamento das perdas reais de água.

3 - PARQUE DE EQUIPAMENTOS INSTALADOS: o planejamento da macromedição deve delinear quais as premissas a serem seguidas. Uma das premissas pode ser a de manter as tecnologias atuais, facilitando assim os processos de opera-ção e manutenção. Por outro lado, o prestador pode optar pela modernização de seu parque, o que irá gerar também a necessidade de capaci-tação e atualização dos processos de operação e manutenção.

4 - CAPACITAÇÃO EXIGIDA DOS PROFISSIONAIS NA OPERAÇÃO/MANUTENAÇÃO: deve-se con-siderar que iniciar ou incrementar a macrome-dição do sistema passa obrigatoriamente pela capacitação dos profissionais em operação e manutenção dos equipamentos. Mantendo-se a tecnologia existente a exigência de capacitação é reduzida, mas ao alterá-la é crucial considerar os custos de capacitação e também de adequa-ção das estruturas de manutenção e operação do prestador.

5 - POSSIBILIDADE DE AUTOMAÇÃO/TELEME-TRIA: este aspecto busca o gerenciamento da área macromedida. Dessa forma, a telemetria dos dados é fundamental para a tomada de de-cisão. Vários macromedidores são instalados as-

Perdas reais

16

sociados às válvulas redutoras de pressão – VRP, o que gera a necessidade de automação desses equipamentos para utilização da vazão dos me-didores como parâmetro de regulagem. Enten-de-se ainda que, para a automação/telemetria, o medidor energizado é o mais indicado, visto que possibilita o envio de dados on line. Por outro lado, os medidores à bateria apresentam proble-mas gerados pela frequência de envios, com re-dução da vida útil da bateria do macromedidor e do equipamento de automação.

6 - CALIBRAÇAO PERIÓDICA DOS MEDIDORES: todo o medidor, independentemente de sua tec-nologia, deverá ter sua medição aferida e cali-brada periodicamente, garantindo assim a con-fiabilidade de sua medição. Importante ressaltar que o termo calibração refere-se a um processo metodológico que deve ter rastreabilidade e fa-zer parte da Rede Brasileira de Calibração - RBC, realizado por profissionais capacitados e por meio de equipamentos que serão usados como padrão, calibrados. A periodicidade da calibração varia em função do fabricante, da tecnologia do medidor, e da precisão requerida para fins ope-racionais. A Companhia de Saneamento de São Paulo - SABESP possui a norma interna (NTS 280) que trata desse assunto e é de domínio pú-blico, disponível no site da companhia.

Com a escolha da tecnologia se faz necessário que o macromedidor seja dimensionado correta-mente, por meio de campanhas para medição de vazão e definição de curva do sistema, para que sejam obtidos os parâmetros de vazão máxima, média e mínima. Nesse sentido, dimensiona-se o macromedidor considerando-se os ábacos e pro-gramas dos fabricantes que possuem a tecnolo-

gia disponível e escolhe-se o diâmetro de menor erro admissível para aquela tecnologia.

Considera-se, então, o erro da vazão mí-nima noturna como parâmetro de escolha do diâmetro de menor erro admissível. No entanto, se a macromedição faz parte de um programa maior de controle e redução de perdas de água, deve-se estimar qual será a redução de vazão mínima noturna para a área e considerá-la no dimensionamento. Essa vazão poderá diminuir com as ações do programa e, dessa maneira, en-trar em uma faixa na qual a vazão mínima inicial foi contemplada pelo diâmetro do macromedi-dor escolhido. A nova vazão com a redução das perdas não é contemplada, o que pode repre-sentar o aumento do erro e, em muitos casos, não possibilita sequer a medição.

Vale reiterar que a escolha da tecnologia está diretamente relacionada à precisão dos medidores em baixas vazões, por isso se reco-menda avaliar criteriosamente essa questão.

A elaboração do projeto executivo de im-plantação do macromedidor e seu sistema de telemetria devem considerar não apenas os as-pectos para execução das obras, como também os aspectos que podem interferir na operação e manutenção do sistema.

Apresenta-se, a seguir, uma ilustração de projeto de implantação de macromedidor.

A obra de implantação dos macromedidores e da automação deve ser realizada por profissio-nais habilitados, uma vez que se trata de equipa-mentos com alto valor agregado e de precisão. Uma instalação realizada sem critérios técnicos poderá condenar a macromedição e gerar pre-juízos econômicos e operacionais.

Perdas reais

17

Figura 6. Projeto Modelo de Implantação de Macromedidor

Fontes: Sabesp

Nº DISCRIMINAÇÃO QUANT. UNID.

12ACESSÓRIO COMPLETO PARA FLANGES DE FERRO FUNDIDO Ø300mm, COM GABARITO DE FURAÇÃO CONFORME ABNT NBR 7675 - PN-10, INCLUI PARAFUSOS, PORCAS, ARRUELAS E GUARNIÇÃO EM FACE PLENA COM ALMA LONADA, ESPESSURA = 3mm

02 CJ

11ACESSÓRIO COMPLETO PARA FLANGES DE FERRO FUNDIDO Ø200mm, COM GABARITO DE FURAÇÃO CONFORME ABNT NBR 7675 - PN-10, INCLUI PARAFUSOS, PORCAS, ARRUELAS E GUARNIÇÃO EM FACE PLENA COM ALMA LONADA, ESPESSURA = 3mm

07 CJ

10 TAMPA PARA REGISTRO TD-5 - FERRO FUNDIDO 02 PÇ

9 TAMPÃO TD-900 - FERRO FUNDIDO 01 PÇ

8TUBO COM FLANGES Ø200mm, COM GABARITO DE FURAÇÃO CONFORME ABNT NBR 7675 PN-10, L=1000mm

01 PÇ

7MEDIDOR DE VAZÃO Ø200mm TIPO ELETROMAGNÉTICO, FLANGEADO COM GABARITO DE FURAÇÃO CONFORME ABNT NBR 7675 - PN-10 - CLASSE

01 PÇ

6JUNTA DE DESMONTAGEM TRAVADA AXIALMENTE Ø200mm, FLANGEADO COM GABARITO DE FURAÇÃO CONFORME ABNT NBR 7675 - PN-10

01 PÇ

5TUBO COM FLANGES Ø200mm, COM GABARITO DE FURAÇÃO CONFORME ABNT NBR 7675 PN-10, L = 2000mm

01 PÇ

4VÁLVULA DE GAVETA Ø200mm C/ CABEÇOTE E CUNHA DE BORRACHA, FLANGEADA COM GABARITO DE FURAÇÃO CONFORME ABNT NBR 7675 - PN-10

02 PÇ

3REDUÇÃO CONCÊNTRICA FLANGEADA, DE FERRO FUNDIDO Ø300x200mm, COM GABARITO DE FURAÇÃO CONFORME ABNT NBR 7675 - PN-10

02 PÇ

2EXTREMIDADE FLANGE E PONTA, DE FERRO FUNDIDO, Ø300mm, COM GABARITO DE FURAÇÃO CONFORME ABNT NBR 7675 - PN-10

02 PÇ

1 LUVA DE CORRER DE FERRO FUNDIDO Ø300mm, COM JUNTA MECÂNICA, LCRJM 02 PÇ

Perdas reais

18

Objetivando a correta e efetiva operação do sistema, a macromedição de dado setor ou zona de abastecimento, com ou sem VRP, deve ser associada a outros parâmetros de grandezas hidráulicas como, por exemplo, pressão em pon-tos notáveis do sistema e níveis de reservatório.

O projeto de macromedição deve considerar a instalação desses equipamentos de monito-ramento, visto que subsidiarão as decisões do operador do Centro de Controle Operacional – CCO da distribuição. Nesse sentido, recomenda--se instalar pontos de monitoramento de pres-são nos pontos médios dos DMC que estiverem sob macromedição, como também nos pontos críticos. Esses pontos devem ser identificados quando da elaboração do projeto.

Em muitos casos, os macromedidores têm associação às VRP ou elevatórias/Boosters e a automação, neste caso, é fundamental para se obter o melhor resultado, manter a pressão mí-nima requerida no ponto crítico para o melhor resultado no controle de pressão, o que é possí-vel por meio da automação.

Um alerta importante é que não se adianta implantar macromedidores sem maiores preo-cupações e não monitorá-los de maneira efetiva. Por isso é fundamental considerar nos projetos de macromedição/automação dos sistemas de distribuição de água a implantação de um cen-tro de controle operacional da distribuição, onde

os dados dos macromedidores e outros equi-pamentos de monitoramento serão coletados, sistematizados em informações para a tomada imediata de decisão visando à correta operação do sistema que irá produzir a redução e controle das perdas de água.

O CCO da distribuição irá gerar informações para que sejam alimentados os balanços hídricos e, mais importante ainda, fará a análise diária das vazões mínimas noturnas e a modelagem Bottom Up. Diante disso, é fundamental para o prestador que a informação seja compartilhada on line para as áreas encarregadas da programação de com-bate a vazamentos visíveis e não visíveis.

Muitas tecnologias de automação e teleme-tria vêm sendo desenvolvidas e aprimoradas nos últimos anos, desde os sistemas que utilizam in-teligência artificial para automatizarem válvulas e boosters até soluções inovadoras que permi-tem o carregamento do modelo hidráulico au-tomaticamente com os parâmetros hidráulicos medidos em campo.

Um projeto de macromedição e telemetria/automação do sistema de distribuição de água é fundamental para a eficiência na operação do sistema. Um bom projeto perpassa pelo conheci-mento das soluções existentes no mercado, a es-colha da tecnologia adequada, o correto dimen-sionamento, instalação, definição e execução de um programa de manutenção e verificação dos

Foto 1. Implantação de Macromedidor Eletromagnético


Perdas reais

19

equipamentos. Ademais, deve considerar os as-pectos de implantação do centro de controle de operação da distribuição que irá possibilitar a tomada de decisão no nível do macromedidor

(por exemplo, um DMC), visando à operação efi-ciente e, por conseguinte, o controle e redução das perdas de água.

Figura 7. Tela do Supervisório CCO EMBASA – Feira de Santana

Fonte: EMBASA

3.3 Sistema Cadastral e Modelagem Hidráulica

Todos os processos de negócio se baseiam em informações que são essenciais para as ati-vidades de qualquer nível hierárquico empresa-rial, influindo diretamente no sucesso das orga-nizações, pois aliada aos recursos da tecnologia, a informação é uma necessidade primária e ele-mentar para a funcionalidade tática, estratégica e operacional da empresa.

Ainda hoje existe um número expressivo de empresas que não estão sensibilizadas à ques-tão da gestão estratégica da informação, nem da vantagem competitiva que elas poderiam obter, ou seja, a informação muitas vezes não é gerida à altura de sua importância potencial e estratégica.

Em muitos dos casos, a fragmentação e, por consequência, a dispersão da informação, impe-de que a empresa desenvolva a sua administra-ção estratégica e, por não poder ser observada de maneira abrangente, a informação acaba não

sendo notada como um recurso fundamental. Com isso, a administração da informação é mui-tas vezes confinada e esquecida, tornando-se um recurso potencial, porém totalmente negligen-ciado e subutilizado dentro das organizações.

Existem alguns dados que em diversas si-tuações são vitais e indispensáveis ao funcio-namento da empresa. Por consequência as uni-dades técnicas responsáveis pela informação muitas vezes se consideram proprietárias exclu-sivas desse insumo (que é na realidade um ins-trumento de poder). Assim a disseminação dos dados raramente é assegurada entre unidades distintas de uma mesma empresa. As unidades encarregadas acabam sendo “proprietárias ciu-mentas” de sua informação, mas quase nunca “responsáveis do seu fluxo”.

O cadastro técnico é um exemplo disso, pois é fundamental para um prestador operar, uma

Perdas reais

20

vez que gera subsídios para a operação e ma-nutenção dos sistemas de distribuição de água, bem como para projetos de ampliação.

No entanto, comumente, os cadastros técni-cos são tratados como algo estático sob a guar-da de um departamento da organização e não como uma informação dinâmica que sempre precisa ser atualizada por diversas fontes para que se torne o retrato da realidade e possa ser usada com confiabilidade.

Com a disseminação do georreferencia-mento muitos prestadores passaram a geor-referenciar seus cadastros existentes apenas para tê-lo na plataforma digital, mas sem a preocupação de atualizá-los, fazendo com que o produto gerado seja inconsistente e ainda sem um processo maduro de atualização. É imprescindível que o cadastro técnico este-ja georreferenciado e atualizado para que se possam construir modelos hidráulicos realistas

do sistema e que possam subsidiar a operação. Para isso, os prestadores devem se atentar a esta questão de, não só “modernizar” o cadastro técnico, como também criar uma sistemática para atualizá-lo, disseminando-o para todas as áreas da empresa.

A atualização do sistema cadastral deve ser realizada usando equipamentos de georre-ferenciamento, e capacitando os profissionais nos softwares desta tecnologia, pois o uso dele e suas interfaces com outros softwares, como os de Computer Aided Design – CAD e softwares de modelagem hidráulica são fundamentais nesta nova fase do cadastro.

Um software de cadastro georreferenciado permite a elaboração de mapas temáticos im-portantes para a gestão operacional dos siste-mas. A figura a seguir mostra um mapa temáti-co dos vazamentos identificados no DMC - Feira X, de Feira de Santana – Embasa.

O cadastro georreferenciado é “vivo” e por isso precisa ser constantemente alimentado vi-sando à sua atualização e utilização.

Uma ferramenta poderosa para a correta operação do sistema de distribuição de água é o modelo hidráulico que tem como base o ca-dastro técnico e comercial, nos quais o primeiro

fornece a topologia do sistema e o segundo as demandas do mesmo.

A construção de um modelo hidráulico e sua utilização na operação, bem como em projetos de redução e controle de perdas, depende da qualidade dos cadastros técnicos e comercial, que devem ser permanentemente atualizados.

Figura 8. Mapa Temático de Vazamentos Identificados – DMC Piloto – Feira X, Feira de Santana - EMBASA


Perdas reais

21

Figura 9. Tela Geoweb – EMBASA – Destaque para o DMC da Cidade de Feira de Santana

Fonte: EMBASA

LEVANTAMENTODE DADOS

SERVIÇOS DE CAMPO



Figura 10. Fluxo de Trabalho para a Construção de Modelo Hidráulico Estendido

Muitos softwares de cadastro técnico, pagos ou livres, possibilitam a interface com softwares de modelagem hidráulica, o que agiliza a cons-trução, calibração, utilização e atualização dos modelos hidráulicos.

A capacitação dos colaboradores nessas tec-nologias é fundamental para o correto uso das mesmas, e o conhecimento da ferramenta de Geographic Information System - GIS e do modelo hidráulico torna o profissional um especialista raro no mercado.

A seguir apresenta-se um passo a passo de construção e aplicação de modelagem por pe-ríodo estendido, que se constitui em instrumento fundamental para a gestão profissionalizada dos sistemas de abastecimento e para o planejamento e controle operacional.

O fluxo de trabalho para a construção e uso do modelo hidráulico estendido é apresentado abaixo:


• Calibração do modelo hidráulico

• Análise em períodos • estáticos ou estendidos

• Cadastros• Dados Históricos• Telemetrias• Estudos e projetos

existentes

• Condições atuais • (Substituições,

otimizações, etc.)• Condições futuras

(aum. de demanda, novos reserv., etc.)

• Medições de vazões e pressões

• Teste de estanqueidade• Vistoria nas instalações

existentes

Perdas reais

22

Levantamento de Dadose devem ser levantados os seguintes dados.

Cadastrose Rede de água (traçado, diâmetro, material

e idade de implantação);e Atualização de obras recentes;e Válvulas e equipamentos de operação e

controle existentes;e Áreas de atendimento/influência de cada

um dos equipamentos;e Curvas de nível (altimetria);e Cientes/ligações.

Dados Históricose Micromedição (12 meses);e Volumes disponibilizados e utilizados (12

meses);e Pontos com monitoramento de vazão e/ou

pressão;e Reclamações de baixas pressões/faltas

d’água.

Telemetriae Dados dos pontos monitorados com va-

zão e/ou pressão;e Reservatórios/elevatórias;e DMC (macromedidores, VRP ou boos-

ters);e Pontos críticos, baixos ou médios.

Estudos e Projetos Existentes

e Obras em andamento;e Estudos populacionais;e Estudos e projetos de setorização.

Caso o sistema possua telemetria e o cadas-tro comercial e técnico esteja em plataforma GIS, o levantamento de dados e, por consequência, a construção do modelo tornam-se mais ágeis.

A tabela adiante aponta a aplicação de cada dado levantado.

DADO LEVANTADO APLICAÇÃO NO MODELO

Cadastro de rede Construção da malha de redes de água

Material x Idade de implantação Coeficiente de rugosidade

Equipamentos existentes Configurações operacionais

Área de influência de cada equipamentoDelimitação da área de influência de cada um dos equipamentos

Curva de nível Carregamento das cotas altimétricas nos nós

Cadastro de clientes/ligações georreferenciadosDistribuição da demanda georreferenciada – se não houver realizar a distribuição de forma linear

Micromedição (hist. dos últimos 12 meses) Consumos a serem atribuídos nos nós do modelo

Volumes disponibilizados e utilizados Perdas a serem atribuídas nos nós do modelo

Tabela 1. Aplicação dos Dados Levantados


A partir do levantamento de dados e carre-gamento no software de modelagem hidráulica

é possível gerar a primeira versão do modelo (modelo preliminar), ilustrada na figura a seguir.

Perdas reais

23

Figura 11. Ilustração do Modelo Preliminar após o carregamento dos Dados Levantados


Essa versão pode possuir inconsistências que devem ser sanadas para a aplicação do mo-delo. Para se ter um modelo hidráulico em perío-do estendido é preciso calibrá-lo em 24 h e para isso a execução de algumas medições de campo são fundamentais para garantir a qualidade das informações que subsidiarão esta calibração.

Teste de Estanqueidadee garantia de estanqueidade da área para

realização das campanhas de medição de vazão e/ou pressão. A verificação com chave de manobra e haste de escuta dos registros do setor do teste de estanquei-dade resulta também no diagnóstico do estado de cada um dos registros, além do levantamento de insumos (dados de pressão/vazão) para validação da cali-bração do modelo.

Medições de Vazão e/ou Pressão

e Seleção dos pontos estratégicos para campanhas de medição de vazão e/ou pressão;

e Entrada da área;

e Ponto alto (crítico);e Ponto baixo e;e Ponto médio;e Realização de campanhas de medição

(sete dias consecutivos, no mínimo).

Vistoria das Instalações Existentes

e Entrada do setor (reservatório, macro-medidor, VRP, booster ou elevatória);

e Registro de derivação de 1’’ - TAPs.

As vistorias têm por objetivo:e Confirmação da localização da instalação;e Verificação das condições da instalação

(infiltração, dano estrutural do abrigo, existência de TAP, etc.);

e Verificação das condições do equipa-mento (marca, diâmetro do equipamen-to e da rede principal, danos no equipa-mento, etc.);

e Leitura dos dados instantâneos;e Elaboração do relatório fotográfico.

Abaixo fotos de medições de vazão e pressão rea-lizadas de maneira temporária, visando à calibra-ção do modelo hidráulico em período estendido.

Perdas reais

24

Diagnóstico do Sistema e nessa etapa será efetuada a calibração do

modelo hidráulico em período estendido, possibilitando verificar se o mesmo retrata a realidade do setor bem como simular ce-nários de melhorias operacionais.

Calibração do Modelo Hidráulico Definitivo

e A partir do modelo hidráulico preliminar (estático) é realizada a calibração usan-do como referência os dados de teleme-tria ou campanhas de medição, gerando assim o modelo hidráulico definitivo;

e O modelo hidráulico definitivo é a fase em que se tem uma simulação consistente do setor, onde podem ser realizadas simula-ções em período estendido;

e A depender do nível de confiabilidade

dos dados utilizados para a construção do modelo hidráulico preliminar, são estabelecidos alguns parâmetros ajustá-veis para a calibração;

e Deve-se verificar a porcentagem de erro admissível na calibração, costuma-se aceitar desvios de até 15% do medido em relação à resposta do modelo, mas este parâmetro está intimamente ligado com a qualidade da informação que se tem;

e A construção da curva de consumo é fun-damental para a correta calibração em período estendido;

e Uma memória das alterações realizadas no modelo (cotas, interligações, simula-ções de vazamentos, etc.) visando à ca-libração é fundamental, pois devem ser confirmadas e validadas para que o mo-delo esteja coerente.

A seguir são apresentadas algumas figuras ilustrativas deste processo.

Foto 2. Medições de vazão e pressão para calibração do modelo hidráulico em período estendido


Perdas reais

25

Figura 12. Calibração da Pressão Média


Figura 13. Curva de Calibração para Pressão Média


Pres

são

(mca

)

Tempo (horas)

6:000:000,00

10,00

20,00

30,00

40,00

0:0018:0012:00

Pressões Médias Medidas Pressões Calibradas

Pressões Médias Medidas Pressões Calibradas

Tempo (horas)

6:000:00 0:0018:0012:000,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

Pres

são

(mca

)

Perdas reais

26

Figura 14. Modelo Calibrado em Período Estendido


Figura 15. Modelo Estático em Momentos de Vazão Mínima e Máxima


Perdas reais

27

Após o modelo calibrado em período esten-dido, conforme figura apresentada anteriormen-te, é possível dispor de um panorama amplo das pressões no setor estudado durante as 24 horas do dia, ficando evidente onde se situam os pon-tos críticos de pressão, tanto nas faixas mínimas quanto máximas, como também saber onde resi-dem as maiores perdas de carga na rede e outros elementos de estudo que o software disponibiliza.

Na sequência, com a aplicação do modelo estático em horários específicos do dia (0:00, 03:00, 06:00 e 12:00 h), é possível compreender o regime de pressões na rede, em especial nos momentos de vazão mínima e máxima do setor.

Simulações de Cenáriose o modelo hidráulico calibrado em pe-

ríodo estendido poderá ser usado como uma poderosa ferramenta operacional, otimizando custos e tempo, simulando cenários e analisando os resultados do mesmo. É importante ressaltar que a calibração do modelo deve ser revisa-da sempre que alguma implantação de rede ou acessório for efetivada ou al-guma regra operacional alterada. Ter os modelos no menor nível de gestão ope-racional possível é o indicado, ou seja, se o sistema possuir DMC construídos e calibrados, este nível de divisão opera-cional, garantindo assim uma maior con-fiabilidade dos dados e uso do modelo.

É possível simular vários cenários, como destacado a seguir:

Simulações para Condições Atuais

e Substituição de equipamento ou rede;

e Otimização dos equipamentos existentes;

e Inserção/exclusão de equipamentos;

e Macro ou microssetorização;

e Alteração de regras operacionais;

e Obtenção de isolinhas de pressão média.

Simulações para Condições Futuras

e Aumento de demanda – crescimento po-pulacional;

e Programas de redução de perdas (implan-tação de DMC, análise de possíveis vaza-mentos, etc.);

e Atendimento de novos empreendimentos;

e Construção de novos reservatórios/ele-vatórias.

e O uso de modelos hidráulicos no COM+ÁGUA.2 foi amplamente incentiva-do juntamente com cadastros georrefe-renciados e atualizados com calibração em período estendido.

3.4 Gestão do DMC, Controle de Pressão e Controle Ativo de vazamentos

Importante trazer à tona ações consideradas relevantes para o sucesso no controle e redução de perdas reais, quer sejam a gestão de Distritos de Medição e Controle, o controle de pressão e o controle ativo de vazamentos.

3.4.1 Gestão do DMC

A gestão operacional realizada através de DMC é a estratégia mais eficaz para combater e reduzir as perdas de água, pois possibilita:

e Reduzir o tempo de conhecimento dos vazamentos, possibilitando uma ação imediata;

e Integrar as ações de combate a perdas reais e aparentes e de mobilização co-munitária;

e Tipificar as perdas com segurança (o que é real e o que é aparente);

e Modular a implantação das ações para adequar à disponibilidade de recursos da empresa;

Perdas reais

28

e Evitar a dispersão de poucos recursos em áreas enormes de monitoramento precário;

e Monitorar e acompanhar os resultados detalhadamente e permanentemente;

e Eliminar o rodízio, mediante o atingi-mento de metas de redução de perdas, de modo a compensar o aumento do tempo de continuidade do sistema e para produzir excedentes (diminuir o vo-lume de entrada);

e O DMC permite a modelagem Bottom Up para conhecimento direto do volume de perdas reais além da calibração do mo-delo hídrico Top Down;

e Melhorar gestão da infraestrutura, pois se trata de uma área menor e monitorada.

Os prestadores podem fazer uma im-plantação gradual de DMC utilizando-se dos critérios mencionados neste documento aplicando à gestão do dia-a-dia ferramentas como a modelagem hidráulica, balanço hídri-co, modelagem Bottom Up e o controle ativo de vazamentos. Assim as chances de sucesso em um programa de redução de perdas de água elevam-se muito com o amadurecimen-to da instituição, dos profissionais e das fer-ramentas utilizadas, ocorrendo de forma sus-tentável e na medida em que as experiências se acumulam.

Como já abordado, no CADERNO TEMÁTI-CO 5 – PLANEJAMENTO E GESTÃO, dedica-se de forma pormenorizada ao tema da gestão dos DMC e ferramentas de planejamento e controle operacional.

3.4.2 Controle de Pressão

O controle de pressão é outra importan-te abordagem proposta na Cruz de Lambert apresentada neste documento, pois a pressão está intimamente ligada com a vazão dos va-zamentos e, por consequência, com as perdas reais de água.

A relação entre vazamentos e pressão é mais complexa do que a hidráulica básica (equação de Bernoulli) consegue explicar, sen-do estes conhecimentos válidos apenas para tubulações metálicas. Isso ocorre devido a:

e Formatos irregulares dos furos;e Tamanho dos furos varia com a pressão e

o tipo de material.

Relações empíricas relacionam vazamento e pressão média para diferentes tipos de situa-ções nas redes de distribuição de água:

ou

É importante ressaltar que o valor de pres-são que é utilizado na relação pressão-vaza-mento é o da pressão média. Muitos operadores desconhecem a importância da pressão média e de como obtê-la e poucos são os que a monito-ram. Sem a pressão média, não há como utilizar a relação pressão-vazamento e, consequente-mente, calcular as perdas reais.

Em um modelo hidráulico calibrado, a iso-linha de pressão média pode ser identificada, permitindo deste modo que se ache um ponto ao longo dessa isolinha que reproduza o com-portamento da pressão média ao longo do dia, onde possa ser instalado o sensor de pressão e, consequentemente, possa ser obtida a pressão média de 24 horas (veja-se a planilha de cálculo do Fator Noite-Dia apresentada adiante). Na au-sência de um modelo hidráulico, pode-se utilizar outros métodos, como o referido a seguir.

Em um setor estanque, para localizar o ponto onde monitorar a Pressão Média, pode-se adotar o método da cota topográfica média ponderada, ilustrado no exemplo ao lado.

Em um dado setor, divide-se as isolinhas de cotas topográficas em diversos intervalos, con-ta-se a quantidade de ramais prediais em cada intervalo, para ser o fator de ponderação. A soma dos produtos de cota média por quantidade de ramais, dividido pela soma total de ramais, fornecerá a cota topográfica na qual deverá ser

QQ

PP

1

0

1

0

1N

Q QPP1 0

1

0

1N

x

Perdas reais

29

Tabela 2. Exemplo de Cálculo de Cota Média Ponderada para achar a Cota do Ponto onde Monitorar a Pressão em um Setor Estanque

Fonte: Método de Lambert

Tabela 3. Exemplo de Cálculo FND – Fator Noite-Dia e do Volume de Vazamentos para um Determinado Setor

EXEMPLO DE CÁLCULO DO FND - FATOR NOITE-DIA E DO VOLUME DE VAZAMENTOSPARA UM DETERMINADO SETOR

N1 ADOTADO: 1,15

ORDEM HORÁRIO

Pressões médiasHORÁRIAS

Volumes horários deVazamentos

FND =Σ(Pi / P3-4)

mca m³/h

1 00:00 - 01:00 22,30 0,92 0,92

2 01:00 - 02:00 23,20 0,96 0,96

3 02:00 - 03:00 23,90 1,00 1,00

4 03:00 - 04:00 24,00 1,00 1,00

5 04:00 - 05:00 23,50 0,98 0,98

6 05:00 - 06:00 22,80 0,94 0,94

7 06:00 - 07:00 22,00 0,90 0,90

8 07:00 - 08:00 21,00 0,86 0,86

9 08:00 - 09:00 20,00 0,81 0,81

10 09:00 - 10:00 19,00 0,76 0,76

11 10:00 - 11:00 18,00 0,72 0,72

12 11:00 - 12:00 17,00 0,67 0,67

continua...

FAIXAS Quantidade de ramais (A)

(Cota Média) x (Qtdramais) (B)Cota mínima Cota máxima Cota média

112 116 114 115 13.110

116 120 118 230 27.140

120 124 122 480 58.560

124 128 126 270 34.020

128 132 130 310 40.300

132 136 134 545 73.030

1.950 246.160

Cota Ponderada (B/A): 126,2 m

Perdas reais

30

EXEMPLO DE CÁLCULO DO FND - FATOR NOITE-DIA E DO VOLUME DE VAZAMENTOSPARA UM DETERMINADO SETOR

N1 ADOTADO: 1,15

ORDEM HORÁRIO

Pressões médiasHORÁRIAS

Volumes horários deVazamentos

FND =Σ(Pi / P3-4)

mca m³/h

13 12:00 - 13:00 16,50 0,65 0,65

14 13:00 - 14:00 16,50 0,65 0,65

15 14:00 - 15:00 17,00 0,67 0,67

16 15:00 - 16:00 17,90 0,71 0,71

17 16:00 - 17:00 18,80 0,76 0,76

18 17:00 - 18:00 19,60 0,79 0,79

19 18:00 - 19:00 20,20 0,82 0,82

20 19:00 - 20:00 20,70 0,84 0,84

21 20:00 - 21:00 21,20 0,87 0,87

22 21:00 - 22:00 21,60 0,89 0,89

23 22:00 - 23:00 21,80 0,90 0,90

24 23:00 - 00:00 22,00 0,90 0,90

PMS24: 20,44 19,97

FND = 19,97

..continuação

Fonte: Airton Sampaio Gomes

monitorada a pressão média do setor (PMS). A média de 24 horas deste parâmetro pode ser utilizada na relação pressão-vazamento.

Com o monitoramento de PMS por 24 horas pode-se também calcular o FND - Fator Noite--Dia (veja-se a planilha abaixo).

Com o FND pode-se calcular o volume diário de vazamentos, desde que se tenha a vazão mí-nima noturna (Qmn) entre 2 e 4 horas da manhã, quando mais de 90% da vazão que passa no medi-dor de entrada do setor é atribuível a vazamentos. Um método expedito para estimar o volume de

vazamentos em um setor pode ser então:

Volume que vazou (m3/dia) = 0,95 x Qmn x FND

Onde Qmn é a vazão mínima noturna.O setor deve ter sido bem pressurizado no

dia anterior, para garantir que não se esteja en-chendo caixas d’água durante o horário de mí-nima noturna.

Para calcular a PMS de um conjunto de seto-res ou DMCs, pode-se fazer um cálculo pondera-do, tal como ilustrado na tabela ao lado.

Perdas reais

31

SETOR / DMC Total de ramaispressurizados PMS24 PMSfinal

1 3270 35,0

26,2

2 1950 32,0

3 2610 27,0

4 2840 31,0

5 4560 14,0

total 15.230

Tabela 4. Cálculo de PMS da Área de Projeto (Supondo Composição de Diversos Setores com Ponderação por Quantidade de Ramais

Na relação pressão-vazamento a que nos re-ferimos, o N1 é o fator de escala para diferentes características de tubulações e redes e tem as seguintes características:

e Vazamentos de tubos metálicos: N1 = 0.5;e Pequenos vazamentos em juntas e cone-

xões (vazamentos inerentes): N1 = 1.5;e Em casos excepcionais de rachaduras

em tubulações plásticas, N1 pode chegar a 2,5;

e Grandes sistemas com uma mistura de materiais tendem a uma relação linear com N1=1;

e N1 varia com as condições da rede: ida-de e materiais;

e N1 determinado através de medições de vazão com variações de pressão;

e Primeira estimativa (N1 = 1; 10% mais pressão = 10% mais vazamento).

Figura 16. Gráfico da Relação – Pressão x Vazamento

20 25 30 35 40Pressão (mca)

Vaza

men

tos

(m³)

2,500

2,000

1,500

1,000

500

00 5 10 15

N1=0,5N1=1N1=1.5N1=2.5

Fonte: Airton Sampaio Gomes

Fonte: International Water Association - IWA

Perdas reais

32

O controle de pressão apresenta excelente relação custo-benefício e é fundamental no pro-grama de redução e controle de perdas de água. As principais vantagens são:

e Redução imediata da vazão dos vazamen-tos;

e Redução da frequência de arrebentamen-tos de tubulações;

e Prestação de um serviço mais constante ao consumidor;

e Redução dos consumos relacionados com a pressão da água;

e Diminuição da ocorrência de danos às ins-talações internas dos usuários até a caixa d’água;

e Redução no custo de manutenção e ope-ração do sistema.

A seguir é apresentado um fluxograma bá-sico de implantação de um controle de pressão em sistemas de distribuição de água, com suas principais atividades.

Levantamento de dados Simulação Hidráulica Análise Econômica

Manutenção

Projeto ExecutivoDimensionamento da VRP

Medições de vazão e pressão

Instalação Comissionamento Otimização

Manutenção

Figura 17. Fluxo Básico de Implantação de um Controle de Pressão

O dimensionamento de uma válvula reduto-ra de pressão, suportada preferencialmente pela simulação em modelo hidráulico, deve conside-

rar a redução de pressão requerida, o impedi-mento do fenômeno da cavitação, o respeito à vazão mínima projetada e a utilização da tec-


Perdas reais

33

nologia de válvula adequada para a aplicação específica, de modo a obter a melhor relação custo-benefício possível.

Imprescindível que o projeto executivo de instalação considere a operação, a automação e a manutenção do conjunto redutor de pressão.

Figura 18. Projeto Modelo de Implantação de VRP

Fonte: SABESP

A implantação do conjunto redutor de pres-são deve considerar a interrupção do abaste-cimento, sinalização da via e medidas de se-gurança na escavação. É fundamental que a implantação seja realizada por equipe capacita-da, pois se trata de equipamentos com alto valor agregado e de precisão.

É importante a realização com brevidade de campanhas de mobilização social, com ações de comunicação utilizando-se de vários meios como mídias impressas e virtuais, reuniões co-munitárias, visitas domiciliares porta a porta, entre outras estratégias, de modo a explicar o objetivo da instalação, para não se gerar recla-mações pela diminuição de pressão, como tam-bém que os moradores façam alguma adaptação em suas casas se for o caso.

Foto 3. Implantação de vrp


Perdas reais

34

Realizada a implantação, deve-se comissio-nar o conjunto da estação de redução de pres-são, automação e telemetria. Existem basica-mente três tipos de regulagem de VRP, a saber:

e Saída fixa: geralmente utilizada quando o local da VRP está próximo do ponto crítico;

e Modulação por tempo: geralmente utili-zada quando existe grande perda de car-ga entre a VRP e o ponto crítico e o com-portamento do consumo é mais regular e definido e;

e Modulação por vazão: geralmente utiliza-da quando existe grande perda de carga entre a VRP e o ponto crítico e o compor-tamento do consumo é mais irregular ou indefinido.

A escolha do tipo de regulagem pode ser de-finida pelo modelo hidráulico, mas também pas-sa por uma relação custo-benefício, pois quan-to maior o rigor do controle, maior os custos dos equipamentos de telemetria e automação. Existem softwares para modelagem de ganhos com redução de pressão, e com o uso dos quais pode-se escolher a tecnologia de melhor custo--benefício para cada aplicação.

Após o comissionamento, deve-se atentar para as manutenções periódicas do sistema, bem como, por se tratar de um DMC, realizar a gestão do mesmo através de ferramentas como balanço hídrico, modelagem Bottom Up, apuran-do os resultados das ações de combate às per-das de água.

3.4.3 Controle Ativo de Vazamentos

O controle ativo de vazamentos é uma das abordagens para reduzir perdas reais propostas na Cruz de Lambert. A pesquisa de vazamentos não visíveis nas redes de distribuição é uma das ferramentas comumente empregadas a partir de técnicas acústicas de auscultação.

Boa parte dos vazamentos em redes e ra-mais não aflora, ou seja, não são visíveis e por isso podem se perpetuar por anos sem que se-jam detectados, salvo pela deficiência que pode-rá causar na distribuição de água. Devido ao lar-go tempo para conhecimento dos vazamentos não visíveis, a maior parte dos volumes perdidos em vazamentos é devida aos vazamentos desta natureza, na experiência brasileira e mundial.

Para realizar o controle ativo de vazamentos, é fundamental entender a sua natureza. O qua-dro a seguir qualifica os vazamentos:

Figura 19. Tipos de Vazamentos e suas Características


Vazamentos Inerentes Vazamentos Não Visíveis Vazamentos Visíveis

• Não aflorantes;• Baixa Vazão;• Não detectáveis por pesquisa acústica;• Escoam permanentemente.

• Não aflorantes;• Detectáveis por pesquisaacuústica;• Duração depende da frequência das pesquisas.

• Aflorantes;• Curta Duração.

Perdas reais

35

O controle ativo de vazamentos visa com-bater preferencialmente os vazamentos não visíveis, já que os visíveis são reportados pelos clientes, mídias, aplicativos, etc. Os vazamentos inerentes, por não serem detectáveis, devem ser combatidos com o controle de pressão e a reabi-litação/substituição de redes e ramais. Os vaza-mentos inerentes compõem a maior parcela das

perdas reais anuais inevitáveis, parâmetro utili-zado no cálculo do indicador chamado Índice de Vazamento da Infraestrutura – IVI.

A incidência de vazamentos não visíveis se dá normalmente na proporção de 90% nos ramais prediais e 10% nas redes, variando um pouco de acordo com a infraestrutura existente.

Tipo Visíveis, Não Visíveis, e inerentes

Ocorrência Corpo ou junta das tubulações e conexões

Natureza Trincas, furos, desconexão, deterioração de juntas de chumbo, plástica, saldada, elástica, mecânica.

OrigemPressão interna excessiva, sobrecarga de tráfego, mau assentamento, fadiga, corrosão, tipo de solo, variação do regime operacional.

Volume Perdido Variável

Consequência Perdas do líquido, risco de poluição, outras perdas (energia, financeira, etc.)

Tabela 5. Fatores Inerentes aos Vazamentos

Os principais fatores que podem influenciar a ocorrências de vazamentos são:

e Variações de pressão/elevadas pressões;e Condições físicas de infraestrutura (mate-

rial, idade, etc.);e Condições de tráfego e tipo de pavimento

sobre a rede;e Recalques do subsolo;e Qualidade dos serviços (mão de obra e ma-

terial empregado), tanto na implantação da rede quanto na execução dos reparos;

e Agilidade na execução dos reparos;

e Condições de gerenciamento e controle dos parâmetros preestabelecidos;

e Falta de uso ou ausência de sistema de au-tomação de operação.

E as principais causas estão esquematizadas no quadro adiante:


Perdas reais

36

Causas Internas Causas Externas

Estrutura e Qualidade dos Tubos, Juntas e Outros Elementos- Qualidade e estruturas inadequadas dos tubos, juntas e outros materiais;- Diminuição da Resistência devido à corrosão;- Degeneração do material por envelhecimento.

Ambiente onde os Tubis estão Instalados- Auemnto de carga de tráfego;- Depressões ao redor dos tubos que ocultam os vaza-mentos de água;- Movimento do solo;- Rompimento dos encanamentos por congelamento da água;- Diferenças das condições entre o projeto e a reali-dade;- Excesso de tensões externas;- Poluição do solo por vazamentos de esgotos de fábricas e de outras fontes;- Corrosão potencial devidoà agressividade do solo.

Projeto e Tecnologia de Montagem- Projeto inadequado;- Encaixe inadequado das juntas de outros tubos;- Reaterro inadequado das juntas e outros tubos;- Reaterro mal executado;- Contato com outras estruturas (proteção inadequada);- Métodos anti-corrosão inadequados;- Corrosão por diferentes tipos de metais.

Fatores Internos nos Tubos- Pressão e qualidade da água (corrosão interna);- Golpe de aríete;- Mudanças de temperatura.h

Movimentos de Terra e Desastres Naturais- Danos decorrentes de movimentos de terra de obras realizadas por outras empresas;- Alterações nas condições de assentamento das tabulações devido a movimentações de terra de obras realizadas por outras empresas;- Movimento do solo e ruas devido a desastres nat-urais, tais como terremotos.

Tabela 6. Principais Causas de Vazamentos em Redes de Água

Com uma política sistemática de pesquisa para detecção de vazamentos não visíveis, o va-zamento dura, em média, a metade do intervalo de tempo entre as pesquisas. Dobrando-se a fre-quência da pesquisa (e o correspondente custo), a duração média dos vazamentos não visíveis (e os volumes perdidos) cai pela metade. A curva abaixo mostra estas relações.

0

1

2

3

4

50d 100d 150d 200d

Fonte: Allan Lambert 1998

Duração média do vaz. Não-visível (dias)

nº d

e pe

squi

sas

por a

no

Figura 20. Duração média de vazamentos x número de pesquisa

A metodologia e equipamentos de pesqui-sa mais empregados usam o princípio acústico para detectar os vazamentos. No Brasil, esta me-todologia é preconizada pela ABENDI e profis-sionais são certificados por esta entidade.

A metodologia consiste em detectar os vaza-mentos através do ruído que os mesmos geram, para isso são utilizados vários equipamentos.

Numa primeira etapa, utilizando-se de has-tes de escutas (mecânicas ou eletrônicas), são auscultados todos os pontos acessíveis da rede como cavaletes, registros hidrantes, etc.; e são anotados os pontos com a presença de algum ruído. Convém lembrar que a pressão mínima recomendável para a pesquisa de vazamentos é de 15 mca, mas o tipo de solo, diâmetro da tubulação e material podem interferir na aus-cultação, possibilitando em alguns casos efetuar a pesquisa com pressões menores. Em sistemas com infraestrutura muito deteriorada e pressões de serviço muito baixas, a elevação de pressão para atingir a condição de pressão mínima para detecção dos vazamentos poderá induzir inú-meros rompimentos e deve ser questionada


Fonte: Allan Lambert 1998

Perdas reais

37

aplicando-se a relação pressão-vazamento para avaliar ao menos uma parte dos prejuízos.

Registrados os pontos com ruídos suspeitos, retorna-se à segunda etapa com o geofone ele-trônico para detectar com exatidão o local do vazamento. Nos casos que não seja possível a localização, podem ser usados outros equipa-

mentos como correlacionador de ruídos e log-gers de ruídos, que dependem da qualidade das informações cadastrais disponíveis. A assertivi-dade desta metodologia é superior a 95%.

Adiante são apresentadas algumas fotos que ilustram esta metodologia.

Foto: Acervo UML/EMBASA


Foto 4. Utilização do geofone eletrônico na pesquisa

Foto 5. Utilização da haste de escuta

Perdas reais

38

A tabela a seguir aponta algumas características dos ruídos e fatores relacionados.

A figura a seguir indica a faixa de percepção dos principais equipamentos de pesquisa e detec-ção de vazamentos.

Item Alta Intensidade Média Intensidade Baixa Intensidade

Faixa de frequência Acima de 1.000Hz 500Hz - 1.000 Hz Abaixo de 500 Hz

Tamanho do orifício Pequeno Grade Muito Grade

Velocidade do escoamento no interioe do tubo com vazamento

Muito Alta Baixa Muito Baixa

Diâmetro do tubo Aço e aço inoxidávelFerro Fundido fibrocimento, plástico

(PVC) e Polietileno

Distância Próxima Longe Muito Longe

Pressão da água Alta Baixa Muito Baixa


Tabela 7. Características dos ruídos x outros fatores

Figura 21. Equipamentos de pesquisa e detecção de vazamentos não visíveis

Fonte: Imagens da internet

Perdas reais

39

Atualmente, os equipamentos para pesquisa de vazamentos passam por um processo de evo-lução tecnológica com adoção de telemetria e inteligência artificial, no qual o software analisa o ruído coletado, compara a um banco de da-dos e reporta a incidência ou não do vazamento. Entretanto, ainda estão em processo evolutivo e precisam de uma base cadastral confiável para que as interações dos equipamentos tenham uma resposta satisfatória.

O controle ativo de vazamentos é uma das principais ações de controle e redução de perdas reais de água. Se usado de maneira integrada com a análise da macromedição, gestão de DMC e, principalmente, utilizando-se de modelagem Bottom Up, fornecerá resultados em curto prazo. Obviamente, se faz necessário que os reparos dos vazamentos ocorram com qualidade e rapi-dez, bem como a capacitação dos profissionais que exercerão esta importante atividade.

Figura 22. Faixa de percepção dos equipamentos de pesquisa acústica e sons do cotidiano

Faixa de frequência dos ruídos de vazamento

Frequência audivel dos ruídos de vazamento

Tubo de PVC

Tubo de ferro fundido

Haste de escuta

Geofone eletrônico

Correlacionador de ruídos

Som gerado por equipamentosSons de interferências

Som gerado por escoamento em torneiras quando as pesquisas são realizadas diretamente no tubo

Som de veículo em trânsico

Som do vento

Ruídos urbanos

Frequências

Frequências que podem ser detectadas na superfície do solo A linha tracejada representa as faixas de frequência audíveis entre as quais se pode detectar os vazamentos fazendo a pesquisa diretamente sobre o tubo.

100 Hz200 300

500 1.0001.500

2.0002.700

3.0004.000 5.000 6.000 10.000 Hz

Fonte: SAPPORO/JAPÃO - 1994Fonte: Elaboração COM+ÁGUA.2

3.5 Gestão de AtivosCom o advento da regulação e a existência

das agências reguladoras, temas como vida útil econômica, técnica, contábil e regulatória pas-saram a se tornar mais conhecidos e comuns na gestão dos serviços de saneamento. Esses con-ceitos têm uma relação objetiva com a Gestão Patrimonial das Infraestruturas - GPI ou a gestão dos ativos que compõem o patrimônio dos pres-tadores de serviços públicos de saneamento.

Para os países da União Europeia, a prática da gestão de ativos acompanha o que estabele-

ce a ISO 55000, complementando as recomen-dações da IWA no que se refere à adoção de me-didas gerenciais que visem, entre outras coisas, reduzir perdas, notadamente as perdas reais em sistemas de adução e distribuição de água, com o fito de melhorar a qualidade dos serviços por meio de sistemas que forneçam água com pa-drões de qualidade e operacionais satisfatórios.

No setor de saneamento brasileiro os crité-rios da IWA vêm sendo seguidos por alguns pres-

Perdas reais

40

tadores. Embora se possa considerar que não há desconhecimento sobre o tema gestão de ativos, para a maioria é forçoso reconhecer, entretanto, a existência de poucos prestadores nos quais os ativos são gerenciados de fato, com o tema ocu-pando o seu devido lugar como atividade fun-damental para o conhecimento da situação das infraestruturas existentes e seus custos.

Quando se fala em gestão de ativos, muitas vezes ainda se associa o conceito a algo pura-mente contábil, relacionado com patrimônio, bens e balanços patrimoniais. Entretanto, em algumas regiões do Brasil, empresas públicas e privadas que operam serviços de abastecimen-to de água e esgotamento sanitário conseguem conectar este conceito com o controle operacio-nal, desenvolvendo processos que envolvem a gestão de ativos para recuperação, reabilitação e substituição daqueles que atingem o fim de sua vida útil ou colocam em risco a qualidade dos serviços e seus indicadores de desempenho.

De fato no Brasil, dada as suas dimensões e heterogeneidade de prestadores de serviços, bem como as condições urbanas e sociais vigentes, é possível verificar a existência de exemplos da aplicação dos princípios da gestão de ativos em sua forma mais próxima da tecnicamente exigida como regra de gestão empresarial, sendo tam-bém possível encontrar ainda casos em que não há condições de implementar os procedimentos recomendados, entendendo então, que a gestão de ativos possa se enquadrar em um conceito como o que segue no parágrafo a seguir.

A gestão patrimonial de infraestruturas de abastecimento de água é uma abordagem de toda a organização que visa assegurar um equilíbrio entre as dimensões de desempe-nho, risco e custo numa perspectiva de longo prazo. Requer a intervenção coordenada entre diferentes níveis de planejamento (estratégico, tático e operacional). É uma abordagem mul-tidisciplinar, sendo as principais competências envolvidas a gestão (incluindo economia e so-ciologia das organizações), a engenharia (civil, ambiental, mecânica, etc.) e a informação (ges-tão da informação, comunicação, informática)1.

Em suma, o que se depreende do conceito apresentado no parágrafo anterior é que, em teoria, praticar o planejamento, a ges-tão e o controle são os passos básicos para que se possa iniciar e dar continuidade a um processo de gestão de ativos. A susten-tabilidade dos serviços de abastecimento de água, notadamente nas áreas urbanas, requer planejamento de infraestrutura de médio e longo prazo, incluindo não apenas a renovação de estratégias e ações, mas também a inclusão de aspectos financei-ros, organizacionais e de gerenciamento de informações no dia a dia dos prestadores de serviços, de modo que possam garan-tir que as necessidades e expectativas das partes interessadas – clientes, empregados, acionistas, reguladores e governos – sejam atendidas todo tempo.

O Brasil apresenta elevados índices de per-das, sendo que as perdas reais surgem como pon-to a chamar atenção no que se refere à gestão de ativos, visto que, como já se expôs neste texto, as unidades operacionais como estações elevatórias, adutoras, reservatórios, estações de tratamento e redes de distribuição, são ativos físicos de gran-de significância para o funcionamento adequado dos serviços e sua valoração patrimonial.

Alguns pontos devem ser observados quan-do se fala na importância e na necessidade de se ter um processo constante de gestão de ati-vos implantado, entre eles, por exemplo:

a) A expansão de sistemas em áreas urbanas tende a diminuir;

b) Os sistemas existentes são envelhecidos, com vida útil técnica e econômica muitas vezes superada;

c) Nas áreas urbanas aumentam sensivel-mente os custos para renovação, reabilitação recuperação ou substituição de ativos, com a exigência de tecnologias diferentes das tradi-cionais para realização de intervenções.

Estes pontos, os quais já fazem parte da realidade de muitas áreas urbanas brasileiras, impõem a necessidade de serem desenvolvidos processos de gestão de ativos, considerando que

1 ALEGRE, HELENA; COVAS, DÍDIA, 2010

Perdas reais

41

as unidades operacionais que compõem um sis-tema têm suas vidas úteis definidas, porém de-vem funcionar continuamente. Para tanto, se faz necessário compreender que:

a) As infraestruturas de abastecimento de água diferenciam-se de outras infraestruturas porque dão suporte a serviços que são mono-pólios naturais, perante os quais as regras de mercado não são facilmente aplicáveis, em par-ticular no que se refere à concorrência e à forma de avaliação do valor do patrimônio existente;

b) São predominantemente constituídas por componentes enterrados, cuja condição física é difícil de avaliar;

c) São infraestruturas que se comportam como um sistema e não como um somatório de componentes individuais.

Os fatores que mais contribuem para que os ativos operacionais gerem as perdas reais são:

e Envelhecimento natural dos componentes;e Modificação na forma de funcionamen-

to do serviço de abastecimento de água: racionamentos, manobras operacionais, variações bruscas e constantes de vazão e pressão;

e Deficiências de concepção e projeto;e Deficiências na construção;e Deficiências em materiais e equipamentos; e Operação deficiente;e Falta de planos de manutenção preven-

tiva;e Má qualidade na manutenção corretiva;e Depredações e danos externos.

Reconhecida a importância do planejamen-to para que se possa desenvolver um processo de gestão de ativos visando reduzir perdas reais, necessário se faz ter um plano de ações para que suas causas sejam detectadas, soluções sejam propostas e o processo possa se tornar sustentá-vel trazendo resultados. Em geral, então, se tem que é imprescindível:

e Diagnosticar com segurança e precisão a condição de cada ativo, avaliando a si-tuação operacional e física;

e Conhecer as formas de controle opera-

cional (Operação & Manutenção - O&M) do sistema em questão, suas caracterís-ticas funcionais obtendo dados e infor-mações sobre os ativos;

e Estabelecer um plano de curto, médio e longo prazo para reposição, reabilitação ou recuperação dos ativos, com a defini-ção de critérios para inovação tecnológi-ca e técnica.

Uma das necessidades associadas à inclusão da reabilitação, renovação e substituição de ati-vos é a busca de inovações que possam ser apli-cadas para garantir que o ativo volte a ter suas condições restabelecidas e que também, duran-te a fase de realização dos serviços de recupera-ção, causem menos impactos sociais, urbanos e ambientais na região onde estão inseridos, sem esquecer a importância da devida apuração de custos e resultados.

Em se tratando de combate eficiente às perdas reais como consequência da gestão de ativos e considerando que os serviços de sanea-mento brasileiros, na maioria, estão na fase de fim da vida útil e necessitando de recuperação, sugere-se observar para efeito de montagem de plano estratégico para implantação do processo, alguns procedimentos como, por exemplo:

a) Conhecimento do ciclo de vida para a ges-tão de ativos:

Necessidade do ativo: fundamental para avaliar se vale a pena recuperar. Quais impactos de não ter mais aquele ativo?

Elaboração do projeto: embasado em diag-nóstico acurado e proposta de solução viável;

Execução das obras e implantação de equi-pamentos: de acordo com o projeto e acompanhada por profissionais que co-nheçam o projeto e as tecnologias ne-cessárias à sua devida execução;

Recebimento e testes: importante para ava-liar as condições de projeto x campo após a implantação;

Operação e manutenção: respeitando es-pecificações técnicas e operacionais, controlada por indicadores e resultados, a partir de planos de operação e manu-tenção;

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e Revisão da necessidade do ativo: conside-rando a devida gestão por indicadores e resultados e comparando a vida útil com sua necessidade, se decide pela continui-dade de uso do ativo com a recuperação adequada ou pelo seu descarte.

b) Modelagem do plano de gestão de ativos:e Diagnóstico/inventário, avaliação do de-

sempenho dos ativos e das categorias de falha; determinação da vida útil restante; determinação do ciclo de vida e os custos de substituição; definição do nível de ser-viço requerido; determinação dos ativos críticos e nível de exposição ao risco;

e Proposta de solução;

e Definição de estratégias; aperfeiçoar as práticas envolvidas nos processos de operação e manutenção; aperfeiçoar os programas de investimentos; determina-ção de estratégia de financiamento em longo prazo;

e Elaboração do Plano de Gestão de Ativos;

e Validação e aprovação, neste caso se-ria importante submeter a um possível comitê gestor para redução de perdas e posteriormente à diretoria.

A conclusão sobre a necessidade da ges-tão de ativos ser parte integrante da atividade empresarial do prestador de serviço e constar nos planos estratégicos tem relação à realidade dos indicadores nacionais de perdas reais e da

qualidade dos serviços. É comum encontrar va-zamentos em adutoras e redes que se repetem por várias vezes num mesmo local ou na mes-ma rua, caracterizando um problema naquele tubo que provavelmente tem relação direta com a vida útil e com as condições operacionais. A falta de condições para executar a operação e a manutenção adequadas com base em indica-dores e resultados pode trazer um custo muito maior que a implantação de um programa de recuperação e reabilitação de ativos que esteja pautado por um plano de gestão de ativos, ela-borado de acordo com as recomendações da IWA e gerenciado por profissionais capacitados.

Finalizando, deve-se considerar que a ges-tão de ativos tem como benefícios esperados:

e Alinhamento da visão da organização;

e Menos barreiras internas;

e Desempenho financeiro melhorado;

e Risco gerenciado;

e Serviços e produtos melhorados;

e Responsabilidade social demonstrada;

e Conformidade demonstrada;

e Melhoria da reputação;

e Melhoria da sustentabilidade organiza-cional;

e Melhoria da eficiência organizacional.

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O compartilhamento dos métodos e das práticas apresentados neste ca-derno temático de perdas reais busca

aportar ao setor de saneamento e seus técnicos uma contribuição no sentido de enriquecer a re-flexão dos caminhos a percorrer e dos aspectos que devem ser considerados e tratados com re-lação ao tema.

A observação dos resultados da primeira edi-ção do COM+ÁGUA evidencia que houve maior perenidade das ferramentas e conceitos aplica-dos naqueles prestadores que tiveram maior es-tabilidade em seus quadros e onde o quesito de fortalecimento institucional parecia mais sólido. Nesses casos, em que pese um progresso que ainda possa ser considerado insuficiente frente às demandas que o setor apresenta, consegui-ram consolidar os conceitos e replicá-los.

Pode-se concluir que o COM+ÁGUA.2 foi exi-toso em seu maior propósito, o de capacitação e demonstração de técnicas e ferramentas. Cum-prida essa etapa, o maior desafio fica a cargo dos prestadores, o de garantir perenidade e propa-gação desses processos.

Este é de fato o maior desafio. Romper com os paradigmas tradicionais e que historicamen-te levaram os índices de eficiência ao retrato atual e olhar para o futuro com uma nova visão, apoiada em preceitos modernos de gestão dos sistemas de saneamento, tendo por elemento--chave a potencialização da capacitação profis-sional em todos os ambientes.

Um programa de combate às perdas vai muito além das técnicas e ferramentas de com-bate, controle e gestão. As causas dos fracassos passam muitas vezes pelo pouco conhecimento

da natureza das perdas, pela não valorização do impacto das perdas, pela elaboração de proje-tos deficientes ou até por custos extremamente subestimados das reduções de perdas de água.

Vale assinalar que redução de perdas não é apenas uma questão técnica isolada, é intrín-seca ao gerenciamento e operação global do sistema, algo que requer comprometimento de médio e longo prazo.

Em se tratando de perdas reais, constituem desafios permanentes para os prestadores de serviços:

I) Nos temas de macromedição e automação, buscar cada vez mais a disseminação da cultura de medição, estendendo-a para todos os siste-mas distribuidores. Isso passa obrigatoriamen-te pela escolha e dimensionamento adequado da tecnologia de macromedição e automação, obviamente com a devida capacitação dos pro-fissionais. Também requer operação e manu-tenção adequada dos equipamentos. Atenção diferenciada deve ser dada no caso de medições de volumes distribuídos em DMC, de forma que se propicie todos os elementos necessários, na plenitude, para o controle ativo de vazamentos.

II) Nos temas de sistema cadastral e modela-gem hidráulica, importante disseminar cada vez mais a cultura de atualização de cadastro técni-co e do uso da modelagem hidráulica, estrutu-rando um sistema de manutenção permanente do cadastro e da base gráfica, além de construir, calibrar e manter os modelos hidráulicos atuali-zados. Nestes aspectos, potencializa-se a neces-sidade de capacitar e atualizar permanentemen-te os profissionais, pois as tecnologias evoluem vertiginosamente.

4. DESAFIOS PARA MELHORIA DE DESEMPENHO NOS PRESTADORES

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III) Importante mudar em definitivo os pa-radigmas de gestão dos sistemas distribuidores por meio da institucionalização das técnicas de gestão de DMC, controle de pressão e controle ativo de vazamentos.

Deve-se reduzir ao máximo o tempo de identificação e reparo dos vazamentos.

A instituição de DMC como solução perma-nente para reduzir o tempo de conhecimento dos vazamentos faz com que não seja mais necessá-rio ficar à mercê de rodadas semestrais ou anuais de pesquisa de vazamentos, na medida em que o monitoramento contínuo das vazões de entrada nos DMC permite detectar diariamente o surgi-mento de novos vazamentos, possibilitando um ágil atendimento de todas as ocorrências.

A aplicação permanente e cotidiana da mo-delagem Bottom Up passa a ser a grande ferra-menta de gestão operacional dos DMC.

No caso dos reparos, deve-se aprimorar a or-ganização das equipes e otimização das rotas e respectivo deslocamento na busca pela redução dos tempos de execução, atrelado a uma forte qualificação e capacitação dos profissionais e utilização de materiais cujos critérios e rigores de fabricação e aplicação devem ser regidos por normas e padrões.

IV) Quando se buscar implantar VRP na rede, deve-se escolher adequadamente a tecnologia da automação do controle de pressão, dimensio-nando corretamente as válvulas, usando-as ex-tensivamente. Existem controladores que geren-ciam a pressão nos DMC por meio de interações entre as pressões do ponto crítico e do médio. Mais uma vez, a capacitação dos profissionais é fundamental para a obtenção dos resultados es-perados, atrelada a uma operação e manutenção adequada dos equipamentos.

V) Com relação à gestão de ativos, impor-tante planejar as intervenções de renovação dos ativos e obras de melhoria e ampliação, evitan-do ou minimizando as intervenções improvisa-das, sem planejamento e de caráter corretivo, geralmente mais custosas e menos eficientes.

A gestão de ativos tem se disseminado nos prestadores nacionais, entretanto, há uma gran-de lacuna a ser preenchida. Percebe-se que há prestadores que internalizaram o conceito de gestão com o viés do controle operacional, rea-bilitação e substituição de ativos, com olhar não somente no prolongamento da vida útil, mas também como agente preponderante ao atin-gimento de metas de desempenho. A visão de que a gestão da infraestrutura demanda plane-jamento de médio e longo prazo precisa ainda ser sedimentada, já que as soluções pontuais são, geralmente, mais onerosas, e podem não atender ao que se propôs. Em suma, o planeja-mento estratégico de qualquer prestador deve incorporar o conhecimento do ciclo de vida da infraestrutura e a modelagem do plano de ges-tão de ativos.

VI) Por fim, a capacitação dos prestadores de serviço se faz fundamental. Muitos softwares li-vres que apoiam o controle e redução de perdas reais como, por exemplo, EPANET, WB Easy Calc e QGIS estão disponíveis, sendo a atualização do corpo técnico um dos requisitos para que se obtenha sucesso em um programa de redução de perdas.

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