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UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ
LEANDRO AFORNALI
ROBSON CAVASSIM RAFFO
MODELO DE PESQUISA DE VAZAMENTO EM ZONA DE PRESSÃO DA REGIÃO
METROPOLITANA DE CURITIBA
CURITIBA
2014
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LEANDRO AFORNALI
ROBSON CAVASSIM RAFFO
MODELO DE PESQUISA DE VAZAMENTO EM ZONA DE PRESSÃO DA REGIÃO
METROPOLITANA DE CURITIBA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao
Curso de Engenharia Civil, da Universidade Tuiuti
do Paraná, como requisito para obtenção do grau
de Engenheiro Civil.
Orientadora: Profª. Msc. Geni Portela Radoll
CURITIBA
2013
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FOLHA DE APROVAÇÃO
LEANDRO AFORNALI ROBSON CAVASSIM RAFFO
MODELO DE PESQUISA DE VAZAMENTO EM ZONA DE PRESSÃO DA REGIÃO
METROPOLITANA DE CURITIBA
Relatório final, apresentado a Universidade Tuiuti do Paraná, como parte das exigências para a obtenção do título de graduação em Engenharia Civil.
Local, _____ de _____________ de _____.
BANCA EXAMINADORA
________________________________________ Prof. Msc. Geni Portela Radoll
________________________________________ Prof. Msc. Heber Algusto Cotarelli de Andrade
________________________________________ Prof. Msc. Liliane
3
DEDICATÓRIA
Aos nossos pais e esposas, pela presença constante.
Ao futuro da nação e aos colegas de profissão,
para que possam, junto conosco, tirar proveito do estudo aqui realizado.
4
AGRADECIMENTOS
De forma pouco original, mas de extrema importância, agradecemos
primeiramente a Deus, porque é Dele que tiramos força para enfrentar todas as
dificuldades e desafios é Ele quem nos dá sabedoria e paciência para alcançar os
objetivos.
Aos nossos pais, que de uma forma ou de outra nos incentivaram e apoiaram ao
longo de toda essa trajetória e que compreenderam com carinho todos os nossos
momentos de ausência.
Às nossas esposas pelo amor, apoio e companheirismo, por estarem sempre ao
nosso lado em todos os momentos, até mesmo os de ansiedade e estresses, para
que tivéssemos garra para tornarmos nosso sonho em realidade.
Aos familiares e amigos que de alguma forma, sempre estiveram nos passando
pensamentos positivos ao longo de todo o nosso percurso.
A nossa orientadora, Geni de Fátima Portela Radoll pela contribuição no
desenvolvimento desse trabalho, pelo seu conhecimento que contribuiu para a
nossa formação profissional e pessoal, pela dedicação, compreensão e paciência.
A todos os demais professores e colegas de curso, pelos esclarecimentos e
compartilhamento de informações.
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EPÍGRAFE
“Nas grandes batalhas da vida,
o primeiro passo para a vitória
é o desejo de vencer”
Mahatma Gandhi
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RESUMO As perdas de água em sistemas de abastecimento são realidade constante, bem como motivo de grande preocupação para as companhias de saneamento. As perdas sejam elas, reais ou aparentes, ocorrem em diversos pontos do sistema, desde a captação até a distribuição. Pesquisas indicam que ocorrem com maior frequência nas redes de distribuição. Identificar essas perdas é essencial para que as companhias de saneamento possam melhorar seus índices, de eficiência de distribuição de água, satisfação do cliente e, logicamente, seus rendimentos econômicos. Desta forma, o presente estudo teve por objetivo avaliar as possíveis causas de perda entre o produzido e o medido, identificar os métodos utilizados para identificar os pontos de perdas, apontar métodos de pesquisa existente na bibliografia e formas de atuar sobre a causa. Os resultados obtidos indicaram que os principais fatores a que se devem as perdas são situações de falha de equipamentos e de gestão. Quanto ao método utilizado para identificar perdas observou-se problemas de ordem material e de especialização de mão-de-obra. Este estudo também relatou métodos de pesquisas publicados até a presente data e com isso constatou-se que se faz necessário aprimorar a metodologia utilizada com estruturação e padronização dos dados para melhor atuar sobre a causa. Os resultados evidenciaram o realizado atualmente pela concessionária e a exposição sobre as práticas já consagradas para a questão, de forma que se faz necessário a utilização de um procedimento padronizado para reduzir a diferença existente entre produzido e medido. Palavras-chave: Distribuição de água; Saneamento; Perdas reais; Perdas aparentes.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Evolução Histórica do Indicador De Perdas Na Distribuição (%).......... 14
Figura 2: Concepção de um sistema de abastecimento de água........................ 16
Figura 3: Síntese das ações para redução das perdas reais............................... 21
Figura 4: Síntese das ações para redução das perdas aparentes....................... 27
Figura 5: Etapas do ciclo PDCA........................................................................... 34
Figura 6: Macrofluxograma dos processos.......................................................... 35
Figura 7: Haste de escuta.................................................................................... 42
Figura 8: Geofone mecânico................................................................................ 43
Figura 9: Geofone eletrônico................................................................................ 44
Figura 10: Correlacionador................................................................................... 45
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LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Balanço de água.......................................................................... 20
Quadro 2: Benefícios de redução das perdas.................................................... 25
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 10
1.1 OBJETIVOS ................................................................................................................................................11
1.1.1 Objetivo Geral .......................................................................................................................... 11 1.1.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................... 11
1.2 PROBLEMATIZAÇÃO ..................................................................................................................................12
1.3 MOTIVAÇÃO E JUSTIFICATIVA ...................................................................................................................13
2 REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................................................... 14
2.1 PROCESSO DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA: DA CAPTAÇÃO À DISTRIBUIÇÃO .............................................16
2.2 PERDAS EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA ..............................................................................18
2.2.1 Perdas reais ............................................................................................................................. 21 2.2.2 Perdas aparentes ................................................................................................................... 233
2.3 NECESSIDADE DE IDENTIFICAÇÃO DAS PERDAS .........................................................................................24
3 METODOLOGIA ........................................................................................................................... 31
3.1 ESTUDO DE CASO ......................................................................................................................................32
3.2 PROCEDIMENTOS PARA DETECÇÃO DE PERDAS: UM MODELO A SEGUIR..................................................37
3.1.1 Fases do procedimento de detecção de perdas ...................................................................... 39 3.1.2 Equipamentos para detecção de perdas ................................................................................. 40 3.1.3 Descrição dos equipamentos e procedimentos de uso ........................................................... 42
CONSIDERAÇÕES FINAIS............................................................................................................ 477
REFERÊNCIAS ................................................................................................................................ 499
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1 INTRODUÇÃO
A água é vital para o ser humano e é uma característica do planeta, já que
corresponde a três quartos de sua superfície. Dada a magnitude de sua importância
é essencial que se conheça a real situação em que se encontra este bem natural e,
sobretudo, de que forma ele vem sendo administrado, principalmente no que se
refere a questões de desperdício, este que, por sua vez, ocorre, entre outras
condições, em meio ao processo administrado pelas empresas de saneamento nas
áreas urbanas e rurais.
A água da Terra é abundante, esta afirmação se baseia em estudos
científicos continuamente comprovados, no entanto, está dividida em diferentes
condições que impactam numa considerável redução quando se trata de água
potável. Segundo Brito, Silva e Porto (2006), cerca de 97% do volume disponível no
planeta, encontra-se nos mares e oceanos e não servem para a maioria das
demandas que mais exigem água: as atividades agrícolas e o consumo humano e
animal. Somado a esse fator que reduz efetivamente o volume de água disponível,
está o crescimento populacional que é constante, bem como a expansão das
atividades industriais e agrícolas. Situações que possuem algo em comum: a
necessidade do consumo de água doce. Esta que por sua vez, corresponde a
apenas 2,5% do montante.
Do total de água doce disponível, 68% correspondem às geleiras e calotas
polares situadas em regiões montanhosas e quase 30% são águas subterrâneas, ou
seja, não estão acessíveis. O restante compõe a umidade do solo e pântanos e
constitui a água doce armazenada nos rios e lagos, efetivamente disponível para
uso (BRITO, SILVA E PORTO, 2006).
A Lei Federal de Recursos Hídricos Nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997,
estabelece que a água é um recurso limitado e dotado de valor econômico. Isso
posto, compreende-se que é essencial que se tenha responsabilidade no que diz
respeito ao seu uso. Diante desse cenário é possível afirmar que o atendimento das
populações urbanas com água tratada é fundamental para que haja esta utilização
responsável e, atualmente, tem sido um ponto chave e de frequentes discussões
para administradores públicos (TARDELLI FILHO, 2006).
As polêmicas são geradas em torno das excessivas perdas, que são comuns
e constantes nas companhias de saneamento, conforme registros da International
11
Water Association, (IWA, 2002), as perdas em sistemas de abastecimento de água
tornaram-se, neste século, a principal preocupação das empresas da área de
saneamento no mundo e esta condição não se faz diferente no Brasil, seja em
grandes ou pequenas cidades.
Conforme explica Miranda (2002) as perdas observadas em nosso país
alcançam 40% do total produzido em todo o território nacional. O que, para as
companhias de saneamento, corresponde a volumes de água não contabilizados,
acarretando na perda de arrecadamento financeiro, resultando em prejuízo
econômico e também ambiental. E é exatamente sobre estas perdas que o presente
trabalho se propõe a refletir, tomando como foco de estudo a condição do controle e/
ou das pesquisas para regularização desta questão em setores da Região
Metropolitana de Curitiba. Pois, dada a gravidades da condição de perdas e do
reflexo delas para a sociedade, é fundamental que a empresa de saneamento
responsável se dedique constantemente em apurar as causas e detectar os pontos
em que haja condição favorável para que o volume produzido seja diferente do
volume medido.
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivo Geral
Pesquisar e apresentar os diversos procedimentos de pesquisa para
diagnóstico e tratamento das perdas de água disponíveis na bibliografia a fim de
ampliar a efetividade das pesquisas atualmente feitas pela Concessionária em uma
determinada zona de pressão da Região Metropolitana de Curitiba.
1.1.2 Objetivos Específicos
• Discutir os problemas causados e/ ou relacionados com as perdas reais e
aparentes;
12
• Estudar as possíveis causas de perdas de volume entre o produzido e
medido;
• Apontar e estudar os métodos utilizados atualmente pela concessionária para
identificar os pontos de perdas;
• Estudar e apontar os diversos métodos de pesquisa existentes na bibliografia;
• Apresentar os procedimentos estabelecidos por instituições renomadas no
assunto.
1.2 PROBLEMATIZAÇÃO
Analisando o comportamento das redes de saneamento de Curitiba e Região
Metropolitana e as afirmações colocadas nas teorias que estudam o tema, é
possível perceber a existências de dois tipos de perdas, as reais que significam os
vazamentos nas tubulações e extravasamento dos reservatórios e as aparentes que
dizem respeito a erros de medição e fraudes por parte dos clientes.
Cada situação dessa merece uma criteriosa investigação, com pesquisa e
acompanhamento constantes e padronizados, a fim de que o produzido e o medido
sejam valores condizentes. A empresa concessionária responsável pelo sistema de
abastecimento de água em Curitiba e Região Metropolitana é carente de um
procedimento que estabeleça um passo a passo efetivo para a execução das
pesquisas de vazamento. Apesar de haver um manual estabelecido para esta
prática, as questões ali abordadas são um tanto teóricas e, muito mais voltadas para
aspectos de planejamento e gestão, o que acarreta, na maioria das vezes, em
trabalhos mais demorados, com pouca efetividade, pois as ações são feitas de modo
aleatório, conforme a experiência de cada profissional, nem sempre com
equipamentos atualizados, com pessoas treinadas e nem mesmo seguindo um
critério ou um modo de fazer padronizado. Essa falta de uniformidade no processo
certamente é um fator que retarda a detecção das causas de perdas de água e as
ações efetivas para saná-las.
Dada esta situação tomou-se por problemática para o desenvolvimento do
presente estudo sobre as constantes perdas nos sistemas de abastecimento de
água, o seguinte questionamento acerca da situação apresentada: qual a forma
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mais eficaz para detectar e sanar as perdas existentes entre o produzido e o medido
em setores da Região Metropolitana de Curitiba?
1.3 MOTIVAÇÃO E JUSTIFICATIVA
Estudar os procedimentos de detecção de perdas disponíveis na bibliografia e
apresentá-los como possibilidade de melhoria para a empresa concessionária da
Região Metropolitana de Curitiba é uma forma de contribuir para a redução de um
grave problema nos sistemas de abastecimento de água que são as perdas.
A impressão que se tem é que as companhias de saneamento não se dão
conta do alto volume de perdas ou não dão vazão em ações necessárias para
pesquisá-las e tratá-las. O simples fato de ser a água um bem natural finito seria
uma justificativa plausível para o desenvolvimento do presente estudo, porém,
agrega-se ainda questões de gestão administrativa do negócio das companhias de
saneamento, satisfação dos clientes e os efeitos ambientais e econômicos que estas
perdas causam para toda a população envolvida.
Pode-se ainda apelar para dados quantificáveis apontados pelo Programa de
Modernização do Setor de Saneamento (PMSS, 2003), o órgão indica que do total
faturado pelos serviços de abastecimento de água em 2000 ficou 15% abaixo do que
se poderia alcançar caso as perdas fossem reduzidas, quando então os volumes
recuperados seriam convertidos em faturamento.
Além do que as perdas de água nos sistemas acarretam no consumo – ou
desperdício - de matéria prima, principalmente na etapa de tratamento de água. O
correto gerenciamento do processo proporcionaria uma redução do consumo de
matéria prima, a qual também é extraída da natureza e requer investimentos
financeiros.
A pesquisa aqui desenrolada apresenta relevância de ordem social, de sorte
que traz contribuições claras para a melhoria de trabalhos voltados para o
saneamento de questões que envolvem a sociedade, englobando não só fatores
econômicos e de satisfação do cliente, mas também de sustentabilidade, haja vista
que a água é um bem natural finito e, uma vez que perdida em vazamentos, está
sendo desperdiçada e acarretando em problemas futuros para a população.
14
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Conservar os recursos hídricos com objetivo de garantir o abastecimento
humano é um fator indispensável para que se mantenha o acesso à água potável.
Para tanto, as ações de redução de perdas, sejam elas reais ou aparentes merecem
especial atenção.
Conforme dados divulgados por Motta (2010), os volumes de perdas reais e
aparentes nos sistemas de distribuição de água são bastante significativos em todo
o mundo. Cerca de metade das perdas que são detectadas e mensuradas são
resultado de vazamentos nos sistemas de abastecimento que estão instalados em
áreas urbanas e rurais, 70% a 90% das perdas de água ocorrem na distribuição seja
por má qualidade de material, acidentes geográficos, falhas humanas, fraudes, erro
de projeto ou erros de medição.
Em qualquer aspecto que seja o desperdício não é aceitável e quando se
trata de bens naturais finitos essa questão torna-se ainda mais preocupante e
passível de estudo e busca constante de soluções. O Brasil tem um cenário negativo
muito grave com relação a isso, a situação está muito longe do que se observa em
países desenvolvidos. As situações de perda de água dentro do ciclo que compõe o
processo de distribuição de água é muito desigual, especialmente quando se coloca
em comparação os estados, considerando os operadores públicos e privados de
saneamento básico. Segundo a Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e
Ambiental (ABES), os indicadores de perda de água relatados pelas empresas
concessionárias de saneamento no Brasil mostram que ainda há muita ineficiência
na produção da água.
Quando se compara o Brasil com países desenvolvidos, é notável o grande
espaço para mudanças. Cidades da Alemanha e do Japão possuem 11% e Austrália
possui 16%. Sendo assim, espera-se que o Brasil consiga reduzir seus níveis de
perda em, no mínimo, dez pontos percentuais antes que possa atingir os níveis de
perdas associados aos países desenvolvidos (ABES, 2013)
Ainda conforme a ABES, em documento publicado no ano de 2013, as perdas
de água no Brasil alcançam índices muito elevados e que se mantêm próximos a
40%, valor firmado nos últimos doze anos e que com pequenas amostras de
possibilidade de redução apontadas nos últimos anos (ABES, 2013).
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A Figura 1 abaixo mostra que no contexto do Brasil o nível de perdas passou
de 45,6%, registrado em 2004, para 38,8% em 2011. Isso indica uma queda muito
pequena, que representa apenas 6,8 pontos percentuais num período de 7 anos. A
situação torna-se ainda mais agravada quando se leva em conta o fato de que
grande parte das empresas concessionárias responsáveis pela distribuição, não
mede suas perdas de água de maneira consistente.
FIGURA 1: EVOLUÇÃO HISTÓRICA DO INDICADOR DE PERDAS NA
DISTRIBUIÇÃO (%)
Fonte: SNIS, 2011
O processo de tratamento e abastecimento de água no Estado do Paraná é
feito por uma empresa concessionária e alcança grandes proporções. Dados da
página oficial da companhia em questão apontam que no ano de 2014 a população
atendida representa cerca de 10,2 milhões de habitantes, o índice de abastecimento
com rede é de 100% e o total de ligações chega a 2.722.460 e a extensão da rede
de distribuição mede 44,2 mil quilômetros (PARANÁ, 2014).
A referida empresa, que atua no abastecimento de água de Estado e por
consequência da Região Metropolitana de Curitiba - área aqui estudada - presta
amplos serviços à população, trabalha no fornecimento de água tratada, coleta e
tratamento de esgoto sanitário e coleta e destinação de resíduos sólidos, a mesma
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está no mercado há 50 anos. Por meio de contratos firmados com prefeituras, a
empresa opera em 345 municípios paranaenses e em um de Santa Catarina. Atende
mais de 9 milhões de pessoas com água e 6 milhões com serviços de esgotamento
sanitário. A empresa mantém uma das maiores estruturas do Brasil em saneamento
básico, são 176 Estações de Tratamento de Água (ETAs) e a extensão da rede de
distribuição mede o equivalente a dar mais de uma volta no globo terrestre. O
controle da qualidade da água que trata e distribui segue os parâmetros da
Organização Mundial da Saúde. A empresa trabalha 24 horas por dia e realiza, por
ano, cerca de 1,7 milhão de análises de água por ano para garantir a qualidade da
água distribuída à população (PARANÁ, 2014).
Nas regiões em que atua, atende 100% da população urbana com água
tratada e 62,1% com sistema de esgotamento sanitário. Em cidades com mais de 50
mil habitantes, esse índice alcança 75%, muito superior à média nacional, que é de
53%, segundo o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS).
O processo de abastecimento de água envolve uma série de fases e
equipamentos, o ciclo parte da captação feita em rios e mananciais, o tratamento, o
armazenamento e a distribuição de toda essa água pelas diversas redes mantidas
pela concessionária.
2.1 PROCESSO DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA: DA CAPTAÇÃO À
DISTRIBUIÇÃO
Segundo Tsutyia (2008), um sistema de abastecimento de água é formado
pelo processo que envolve desde a captação de água bruta de um manancial, o
transporte para um reservatório. Transporte este feito, em geral, por sistema de
bombeamento até a estação de tratamento. Engloba o tratamento da água que é
transportada para reservatórios que depois é transportada por gravidade até o
consumidor.
No caso do estudo em questão, estabeleceu-se uma área foco para o
desenvolvimento da pesquisa. No ponto escolhido, municípios da Região
Metropolitana de Curitiba, a empresa responsável pela captação e distribuição da
água desenvolve todo o processo de abastecimento, que conforme Azevedo Netto et
al (1991), é conjunto de obras, equipamentos e serviços destinados a abastecer de
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água potável a uma comunidade, para fins de abastecimento doméstico, serviços
públicos, consumo industrial e outros usos. Segundo Gomes (2004), este sistema
constitui-se basicamente da captação de água de algum manancial, do seu
tratamento e posterior distribuição por gravidade aos consumidores através de
reservatórios em zonas mais baixas e de bombeamento em zonas mais altas.
Fazem parte do sistema de abastecimento de água: o manancial, a captação,
as estações elevatórias, as adutoras, as estações de tratamento de água (Eta´s), os
reservatórios de distribuição de água, as redes de abastecimento de água que
podem ser: principal, secundária, ramificada, malhada e rede mista.
Considerando que a distribuição é feita por meio das redes Tsutiya (2008),
explica que estas são formadas por tubulações e órgãos acessórios com o principal
objetivo de transportar água potável de forma contínua e em quantidade, qualidade e
pressão adequada aos consumidores de acordo com a norma vigente.
Orsini (1996), nos ajuda a compreender melhor essa estrutura por meio do
diagrama abaixo que representa a configuração geral de um sistema de
abastecimento de água.
FIGURA 2 - CONCEPÇÃO DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Fonte: ORSINI, 1996
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A Concessionária responsável pela distribuição de água aos municípios da
Região Metropolitana de Curitiba opera um sistema integrado por 176 Estações de
Tratamento de Água (ETAs) e 227 Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs)
difundidas em todo o Estado. Essa estrutura é mantida por uma força de trabalho de
6.962 empregados. Nas regiões em que atua, a empresa atende com água tratada
10,2 milhões de pessoas e o sistema de esgotamento sanitário atende 6,3 milhões
de pessoas.
Dentro de todo esse processo ocorrem fatores que estão fora do
planejamento da concessionária: as perdas. A cada fase do processo existe a
possibilidade de elas ocorrerem e esse fato acarreta em desperdício de água, de
material e de mão de obra, insatisfação do cliente e perdas econômicas para a
empresa de saneamento.
2.2 PERDAS EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Infelizmente, num contexto geral de saneamento não existe perda zero, por
mais que se tratem dos casos, eventualmente haverá perdas no sistema,
independente de qual seja a fase do processo e o motivo. Dados da Secretaria
Especial de Desenvolvimento Urbano da Presidência da República (SEDU)
informam que no ano de 2001 a média nacional das perdas nos sistemas de
abastecimento de água brasileiros alcançou 40%, sendo que obteve-se maiores
valores na casa dos 70% e os menores valores em torno dos 20% (SEDU, 2002).
Netto et al. (1998), conceitua perdas como sendo a diferença entre o volume
de água produzido nas Estações de Tratamento de Água (ETA´s) e o total dos
volumes medidos nos hidrômetros. Dessa forma, entende-se que o índice de perda
pode ser dado pela porcentagem do volume produzido que não é faturado pela
concessionária do serviço. As concessionárias de abastecimento podem trabalhar
na redução das perdas, embora existam limites técnicos e econômicos que definem
um valor a partir do qual fica mais caro diminuir a perda do que produzir água
tratada.
Conforme as explicações de Gonçalves (1998) a vazão mínima noturna é
definida como “vazão medida na entrada de um dado setor e tem o seu valor mínimo
em um período noturno específico”.
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Ele explica que a vazão mínima noturna acontece todos os dias, em horário
variável, mas restrito entre 01h00 e 05h00 da madrugada. Nesse período é quando
ocorrem as maiores perdas de água e momento no qual existem as maiores
facilidades de determinar o que ocasiona estas perdas. É um momento ideal porque
as perdas noturnas são maiores que as ocorridas durante o período do dia devido a
pressão noturna da rede ser maior que a pressão diurna (LAMBERT, apud
GONÇALVES, 1998).
É de conhecimento entre autores e profissionais do ramo que existem dois
tipos de perdas: as reais e as aparentes. As quais serão conceituadas a seguir.
Adianta-se que, as perdas reais são originadas pelos vazamentos e pelos
extravazamentos e as aparentes pelos erros de micro e macromedição.
A International Water Association (IWA) certifica a afirmação sobre a
existência de dois tipos de perdas e atesta que as perdas reais, conhecidas também
como perdas físicas, refletem o volume de água produzido pela companhia, o qual
não chega até o consumidor, isso implica em uma quantidade de água que não está
sendo medida no hidrômetro, tal fato pode ocorrer por conta de possíveis
vazamentos em: adutoras, redes de distribuição e reservatórios.
As perdas aparentes, igualmente segundo a IWA, são conhecidas também
como perdas não-físicas ou ainda como perdas comerciais, este tipo de perda
representa um volume de água produzido pela companhia, que é consumida pelo
cliente, mas que não é contabilizado, fato este ocorrido devido a fatores como: erro
de medição ou violação dos hidrômetros, ligações clandestinas e falhas no cadastro
comercial.
Para caracterizar as perdas no serviço de abastecimento de água, a IWA
propõe uma obtenção de parâmetros através de definições envolvendo perdas no
sentido físico, estas podem ser visualizadas no quadro abaixo.
20
QUADRO 1: BALANÇO DE ÁGUA
Fonte: IWA, 2000
Para uma correta interpretação do Quadro 1, faz-se necessário considerar
algumas das definições estabelecidas pela IWA sobre os itens que compõe esse
cenário analítico.
Segundo a instituição, entende-se que:
Volume de entrada no sistema: É a entrada do volume para aquela parte do
sistema de abastecimento de água ao qual os cálculos para o balanço de água
estão relacionados (IWA, 2000).
Consumo autorizado: É o volume de água medido e/ ou não medido tomado
por clientes registrados, fornecedor de água e outros implícita ou explicitamente
autorizados a assim procederem, para finalidades residenciais, comerciais e
industriais. Isso inclui água exportada (IWA, 2000).
Perdas de água: É a diferença entre o volume de entrada no sistema e o
consumo autorizado. Consiste de perdas aparentes (perdas não físicas) e perdas
reais (perdas físicas) (IWA, 2000).
Perdas aparentes (não físicas): Consiste do consumo não autorizado,
caracterizados por fraudes e falhas de cadastro e de todos os tipos de imprecisões
ligadas à medição, tanto na macro como na micromedição (IWA, 2000).
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Perdas reais (físicas): São vazamentos nas adutoras de água bruta,
estações de tratamento de água (se aplicável), nas tubulações principais,
reservatórios e conexões de serviços, até o ponto de medição do cliente. O volume
perdido através de todos os tipos de vazamentos, estouros e transbordamentos
dependem de suas frequências individuais, coeficientes de vazão e duração (IWA,
2000).
Água não faturada (ANF): É a diferença entre o volume de entrada no
sistema e o consumo faturado autorizado (IWA, 2000).
2.2.1 Perdas reais
Toda água que vaza no sistema e não chega até as instalações dos usuários,
pode ser definida como perdas reais. Segundo Gomes (2007), estas perdas são
decorrentes do rompimento ocorrido em adutoras, subadutoras, redes, ramais e
conexões e às trincas estruturais e fissuras nas impermeabilizações de
reservatórios.
As perdas reais, segundo Lambert (2000), são classificadas nos casos em
que ocorrem vazamentos e extravazamentos.
Os vazamentos são as perdas reais mais comuns dentro de um sistema de
abastecimento, eles podem ocorrer nas adutoras, nas redes e nos ramais de
ligação. Lambert (2000), afirma que os vazamentos têm diferentes características e,
portanto, podem ser classificados em:
Visíveis: que possuem curta duração e altas vazões. Afloram para a
superfície e são facilmente detectáveis. Representam 45% dos vazamentos.
Não-visíveis: não afloram para a superfície. Possuem vazões moderadas
cuja duração depende da frequência da pesquisa de vazamento. Representam 30%
dos vazamentos.
Inerentes: são os vazamentos não visíveis e não detectáveis por acústica.
Vazões geralmente abaixo de 250 litros/ hora. Representam 25% dos vazamentos.
A seguir, a Figura 3 demonstra uma representação prática dos tipos de
vazamentos citados acima.
22
FIGURA 3 – Tipos de Vazamentos
Fonte: GONÇALVES (1998)
Ainda tratando das perdas reais, se incluem na lista os chamados
extravazamentos, estes que, por sua vez, ocorrem, em geral, nos reservatórios e na
maioria das vezes durante a noite, período em que se efetua o carregamento do
mesmo. As ocorrências de perda são ocasionadas por conta da ausência de
dispositivos de alerta e de controle ou ainda por razões de falhas operacionais nos
equipamentos existentes para este fim.
Segundo Tardelli Filho (2006), é justamente quando os reservatórios estão
cheios é que a água é coletada pelo extravasor – daí o nome do tipo de vazamento.
Por ele é levada à rede de drenagem pluvial ou para algum outro lugar apropriado. O
autor explica ainda que na maioria das vezes o volume de água deste tipo de
vazamento não é contabilizado pelos operadores.
De acordo com Sabesp (2005), as ocorrências mais comuns de perdas reais
são: os vazamentos e extravasamentos em reservatórios, adutoras e redes e em
ramais.
23
2.2.2 Perdas aparentes
As perdas aparentes, também chamadas de perdas não físicas, referem-se a
toda água que não é medida ou que não tenha o seu uso definido. Gomes (2007),
explica que essas perdas estão relacionadas às ligações clandestinas e/ou
irregulares, fraudes nos hidrômetros, erros de micromedição e macromedição,
política tarifária, erro cadastral (desatualização do cadastro, inatividade em ligação
ativa, ligação não cadastrada por descuido).
Segundo Tardelli Filho (2006) as perdas aparentes representam o volume de
água consumido, porém, não contabilizado pela concessionária. Nesses casos a
água é consumida, mas não é registrada, e as perdas são realmente originadas de
erros de medição, ligações clandestinas ou não cadastradas. Cita-se como
originários delas os erros de macro e micromedição.
A macromedição faz menção a um conjunto de medições, que envolve as
medidas de: vazão, pressão e nível dos reservatórios. Medidas estas feitas dentro
dos sistemas de abastecimento de água, que engloba desde a captação do
manancial até antes do ponto final de entrega aos consumidores.
Tardelli Filho (2006), esclarece que os aparelhos que são utilizados para a
realização das macromedições apresentam uma imprecisão natural a qual varia de
acordo com o tipo de medidor. Para o autor esta condição é ainda potencializada
com outros fatores, como a instalação inadequada do aparelho, a descalibração, a
grande amplitude entre vazões máximas e mínimas e ainda por problemas na
transmissão dos dados, quando se utiliza uma técnica denominada telemetria.
Os erros de micromedição ocorrem no momento da medição do volume
consumido pelos usuários da companhia de saneamento. Para realização desta
medida são utilizados aparelhos instalados, em geral, na entrada do imóvel, os
hidrômetros. Estes, ao longo do tempo, sofrem depreciação e sua precisão é afetada
na ordem de 1% (SABESP/IPT, 1987).
Tardelli Filho (2006) explica que a vida útil de um hidrômetro com capacidade
de medição de 1,5 a 3,0 m³/ hora varia entre 5 a 10 anos. Segundo o autor os erros
dos hidrômetros são, na maioria, de submedição, gerando aí as perdas detectadas.
Além dos efeitos da vida útil, os erros de micromedição também podem surgir devido
24
a qualidade da água distribuída (presença de óxidos) e pela inclinação lateral do
aparelho. Condições a serem observadas pela própria companhia.
Segundo SABESP (2005), as ocorrências mais comuns de perdas aparentes
são a imprecisão da medição ocasionada nos macromedidores existentes nos
sistemas de produção e distribuição de água e a má qualidade dos medidores. Cita-
se também como fator de perda aparente a questão da gestão comercial, que
envolve as fraudes, conhecidas como by pass ou violação de hidrômetro, falha do
cadastro comercial e nas rotinas comerciais na apuração dos consumos, problemas
de política tarifária entre outros.
Tsutyia (2008), alerta que sobre este aspecto de perdas enfatiza-se também o
fator econômico envolvido que afeta fornecedor e consumidor.
O efeito das perdas aparentes na gestão da empresa tem caráter financeiro que incide diretamente no preço de venda da água tratada ao consumidor. Esse efeito tem ainda consequências mais sérias quando associado a um outro fator importante relativo ao volume faturado de esgotos, o qual, geralmente, é faturado a partir do volume de água medida. Portanto, em locais onde há rede de esgotos, uma unidade de volume recuperado de perdas aparentes significa duas unidades de volume faturado (água + esgoto) (TUSTIYA, 2008, p. 67).
O impacto financeiro é uma consequência considerável que pode melhorar
com a diminuição das perdas aparentes em um sistema de abastecimento de água.
A intervenção, por sua vez, vai aumentar o volume micromedido, aumentando,
assim, o faturamento da empresa e a satisfação do consumidor.
2.3 NECESSIDADE DE IDENTIFICAÇÃO DAS PERDAS
Tem-se por razão óbvia para busca de redução das perdas, o fato de que
esta ação permitirá um aumento na receita da empresa, contribuindo indiretamente
para ampliação da oferta, visto que, com a correta medição do volume de água
consumido pelo cliente, haverá uma ação de combate ao desperdício por parte do
mesmo. Todo controle de perdas prevê a atuação intensiva de combate aos
vazamentos, sejam eles visíveis ou não (FILHO, 1995).
25
São diversos os fatores responsáveis pela existência dos vazamentos. Estes,
por sua vez, quando combatidos, permitem quase que a extinção dos mesmos,
restando apenas as perdas originadas pelo desgaste das tubulações ou por fatores
alheios ao sistema, mas que mesmo assim poderão ser controlados (BÁGGIO,
1989).
Segundo a ABES são muitos os benefícios envolvidos na redução de perdas
de água. Com a redução específica do volume de água registrado como perda física,
a empresa ganha a possibilidade de trabalhar com uma produção menor de água
para abastecer a mesma quantidade de pessoas. E, consequentemente, ao produzir
uma quantidade menor de água, a operadora de saneamento irá reduzir os custos,
uma vez que poderá abater as quantidades gastas com produtos químicos, energia
elétrica e mão de obra (ABES, 2013).
Quando a redução ocorre nas perdas aparentes, estas que são provenientes
de consumo não faturado, falta de hidrômetros, problemas de medição, dentre
outros, a principal consequência é o aumento do volume faturado e,
consequentemente, da receita. Além disso, a empresa pode postergar investimentos
necessários para atender ao aumento da demanda decorrente do crescimento
populacional (ABES, 2013).
QUADRO 2: BENEFÍCIOS DE REDUÇÃO DAS PERDAS
26
Fonte: ABES (2013)
Nada se ganha na redução das perdas reais apenas com a detecção do
vazamento. Somente se dará a efetiva redução quando o mesmo for reparado,
trabalho este que deve ser realizado de forma a que se evite a reincidência desse
vazamento e retrabalho para os técnicos.
De acordo com as explicações de Tsutiya (2008), após o reconhecimento dos
vazamentos, sendo eles visíveis e não são visíveis, estes devem ser reparados
rapidamente para garantir a satisfação do cliente, evitar a redução da lucratividade
da empresa de saneamento e manter a imagem da prestadora
O tempo de reparo é um dos itens do gerenciamento de perdas que as prestadoras de serviços de saneamento mais controlam, pois quanto mais rápido o reparo, menor a perda real e, consequentemente, as perdas totais. Além disso, o tempo de reparo está associado à imagem da prestadora perante a população, significando que quanto menor o tempo de reparo, maior a eficiência da prestadora (TSUTIYA, 2008, p. 42).
Os reparos merecem atenção dedicada principalmente nas tubulações, pois
são elas as principais componentes do sistema de abastecimento de água
responsáveis pelos vazamentos. E na concepção de Tsutiya (2008), o
gerenciamento de infraestrutura está diretamente relacionado a necessidade de a
empresa concessionária conhecer a realidade dessas tubulações, sendo importante
identificar e manter esses dados atualizados, no que se refere a: tipo de material,
idade das instalações, frequência de manutenção preditiva e preventiva,
procedimento de trabalho realizado, treinamento dos interventores. Outras ações
importantes para evitar as perdas são: a realização do controle de pressão e da
qualidade, tanto dos materiais quanto da execução da obra.
A figura a seguir, elaborada por Tardelli Filho (2004), apresenta possibilidades
de ações a serem desenvolvidas em situações de vazamentos não-visíveis e visíveis
em casos de perdas reais.
27
FIGURA 3 – SÍNTESE DAS AÇÕES PARA REDUÇÃO DAS PERDAS REAIS
Fonte: TARDELLI FILHO (2004)
Na Figura 4, está representada a síntese de ações para reduzir as perdas
aparentes que envolvem macromedição, micromedição e ação comercial.
28
FIGURA 4 – SÍNTESE DAS AÇÕES PARA REDUÇÃO DAS PERDAS APARENTES
Fonte: TARDELLI FILHO (2004)
A melhor forma de iniciar as ações de redução perdas é identificá-las. O modo
mais indicado é fazendo uso dos indicadores de perdas já estudados e
referenciados em estudos de caso e ações práticas dessa ordem.
Tsutiya (2008), indica que o método mais amplamente utilizado no controle
ativo de vazamentos é a pesquisa de vazamentos não visíveis. Segundo o autor, a
referida pesquisa é realizada por meio de testes com retorno acústico, que atuam na
detecção de vazamentos com equipamentos que permitem a audição de ruídos de
água. Lançando mão dessa possibilidade, passa-se a atuar com um controle ativo,
este que por sua vez, se opõe ao controle passivo, o qual consiste no reparo dos
vazamentos apenas quando se tornam visíveis.
29
De acordo com Tsutiya (2008), o controle efetivo das pressões é fundamental
para a redução de perdas reais em um sistema de abastecimento de água, porque a
pressão é o principal fator que influencia o número de vazamentos e a vazão desses
vazamentos.
Outros autores concordam com Tsutiya, no que se refere ao controle das
variações de pressão, Melato (2010) relata que este controle também é muito
importante em situações de variações bruscas, pois esta condição, muitas vezes,
pode ser mais prejudicial ao sistema do que uma pressão que seja elevada, porém
constante (MELATO, 2010).
Sobre o controle de pressões, Gomes (2007), defende que em um sistema de
água com alta pressão, ocorre com mais frequência uma grande quantidade de
vazamentos.
O controle de pressão, através de Válvulas Redutoras de Pressão (VRP), apresenta-se como uma das ferramentas mais importantes no controle e redução de perdas, sendo recomendado o seu uso nos sistemas de abastecimento de água, na medida do necessário. Este controle deve assegurar as pressões mínimas e máximas permitidas para os consumidores finais, isto é, as pressões estática e dinâmica, que obedecem a limites prefixados. Segundo a Norma Técnica NBR 12218/1994, da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, a pressão estática máxima nas tubulações distribuidoras deve ser de 500 kPa (50 mca), e a pressão dinâmica mínima, de 100 kPa (10 mca). Valores fora dessa faixa podem ser aceitos desde que justificados técnica e economicamente (GOMES, 2007, p. 24).
A redução das perdas também pode acontecer se ações forem tomadas para
a diminuição de erros em medidores. Tal fato envolve tanto ações para melhoria da
macromedição, como da micromedição. A redução de erros de medidores, conforme
defende Tsutiya (2008), permite:
1º) a leitura correta dos hidrômetros;
2º) a especificação e o dimensionamento corretos dos medidores instalados
no sistema adutor, dos medidores do sistema distribuidor e dos consumidores;
3º) a instalação adequada dos medidores;
4º) a manutenção preventiva e corretiva dos hidrômetros.
Há também a faixa de erros originados por aspectos gerados pelos recursos
humanos. A especialização da mão de obra envolvida com o processo de medição e
30
manutenção em hidrômetros, envolve a seleção e o treinamento dos profissionais
que atuam na leitura, na gestão comercial, e na instalação, calibração e manutenção
dos medidores.
Tsutyia (2008) argumenta que dessa forma, consegue-se a diminuição de
erros e a melhora da qualidade de trabalho da equipe que está atuando. Outro
benefício que se percebe com a especialização desses profissionais, é que eles
estarão preparados para perceber quaisquer problemas nas ligações e na
contabilização dos consumos na rotina de seu trabalho. A qualificação da mão de
obra exige: seleção e treinamento especializado dos profissionais que fazem a
leitura dos hidrômetros e surtirá efeito na gestão comercial, na instalação, calibração
e manutenção dos medidores.
Também é possível reduzir perdas atuando na redução de fraudes, que
envolve as ações de inspeção de ligações suspeitas de interferência na
contabilização do consumo de água e as medidas de coibição dessa prática.
Para Tsutiya (2008), se uma fraude não for desfeita, a empresa perde
credibilidade e demonstra fragilidade em ações de punição, o que,
consequentemente, fará com que o número de fraudadores tenda a aumentar já que
as denúncias de fraudes surgem de populares das imediações em que há a fraude,
de indícios levantados pelos próprios técnicos e/ ou leituristas dos hidrômetros, e em
casos mais apurados, por meio da análise do histórico de consumo das ligações dos
usuários do sistema de saneamento de água.
31
3 METODOLOGIA
A metodologia utilizada para o desenvolvimento do presente trabalho norteia-
se basicamente na pesquisa bibliográfica, uma busca baseada em dados
secundários, estes coletados por meio de pesquisas realizadas em livros, artigos e
dissertações de autores com reconhecimento nacional e internacional no tema em
questão.
Essa forma de trabalho caracteriza o presente estudo como sendo uma
investigação científica, a qual tem por objetivo gerar novos conhecimentos. Para Gil
(1996), a pesquisa é um conjunto de ações e propostas para encontrar a solução
para um problema, que tem por base procedimentos racionais e sistemáticos. E,
portanto, realizada quando se tem um problema em evidência e não há informações
suficientes para solucioná-lo.
Segundo Gil (2009, p.26), a investigação científica depende de um “conjunto
de procedimentos intelectuais e técnicos”. Portanto, a análise de dados técnicos
também foi um método utilizado, foram pesquisados e analisados alguns gráficos,
relatórios e levantamentos feitos pela própria empresa de saneamento em questão
sobre a condição das prováveis perdas para assim poderem ser apresentadas as
possiblidades de detecção.
Para caracterizar a metodologia utilizada sob o ponto de vista da forma de
abordagem do tema, é possível afirmar que a presente pesquisa pode ser
considerada como de caráter qualitativo, isso porque segundo o entendimento de
Silva e Menezes (2000) o método qualitativo faz relação dinâmica entre o mundo
real e o sujeito, com vínculo indissociável entre o mundo objetivo e a subjetividade
do sujeito que não pode ser traduzida em números. Para eles a interpretação dos
fenômenos e a atribuição de significados são questões básicas no processo de
pesquisa qualitativa. O ambiente natural é a fonte direta para coleta de dados, e o
pesquisador é o instrumento-chave. Na pesquisa descritiva, os pesquisadores em
questão tendem a analisar seus dados indutivamente e os processos e seu
significado são os focos principais de abordagem.
Para desenvolver um procedimento de pesquisa de vazamento é necessário
estabelecer um planejamento o qual dará o direcionamento para cada uma das
ações a serem feitas. No presente trabalho, além das pesquisas bibliográficas e
análise de dados da empresa concessionária a metodologia também consiste de
32
estabelecer os itens necessários para a realização prática da pesquisa de
vazamentos, tomando por base as indicações de autores e estudiosos do ramo.
A escolha do sistema de abastecimento de água (SAA) utilizado para o
presente estudo foi com base na estrutura de pesquisa ofertada, considerando a
disponibilidade de dados e que seja um setor que apresente altos índices de perdas
tanto reais quanto aparentes. Esse item foi previamente realizado, a fim de delimitar
o tema do presente estudo. Em suma, o critério de escolha do setor de estudo deste
trabalho se deu pelo índice de perdas (IP) de todos os setores que compõe o SAA
selecionado.
Em seguida foi realizado o levantamento dos dados cadastrais e operacionais
do setor em estudo, tais como: funcionamento, perfil de consumo diário, dados das
tubulações (comprimento, diâmetro e material), reservatórios, estações elevatórias,
singularidades na rede, topografia, dados de macro e micromedição.
Após esta ação passa-se para os processos práticos e técnicos a serem
realizados para a identificação de perdas reais e aparentes, que são o foco deste
trabalho. Nessa fase devem ser levantados os principais indicadores de perdas já
existentes e junto com cada um deles os equipamentos e métodos a serem
utilizados. Importante salientar que os itens especificados para estas técnicas têm
embasamento nas bibliografias estudadas e nas análises de casos reais
desenvolvidas no decorrer do estudo.
3.1 ESTUDO DE CASO
A concessionária que administra o sistema de abastecimento de água de
Curitiba e Região Metropolitana, alvo do presente estudo de caso, realiza
procedimentos de pesquisa de vazamentos baseada no Manual de Metodologia de
Análise e Solução de Problemas (MASP), um documento criado no ano de 2006,
que estabelece os processos de ordem administrativa e de gestão, para que se
desenvolvam os trabalhos que requeiram soluções de problemas e, as perdas de
água são um deles.
O MASP tem foco na Melhoria Contínua, busca gerar aumento da eficiência e
um maior conhecimento dos processos. Busca como retorno: a economia de tempo,
33
redução de custos e retrabalho, além de proporcionar serviços e produtos de
qualidade.
É basicamente uma Metodologia de Análise e Solução de Problemas que tem
como eixo norteador o PDCA (Plan, Do, Check, Action), segundo consta no próprio
documento a intenção é promover a padronização, gerar o aprendizado, agindo nos
desvios, na identificação, análise e solução de problemas.
Conforme descrito no próprio documento
O MASP é um método de atingimento de metas objetivando a otimização de processos, com ênfase no levantamento de causas e solução de problemas que limitam a sua eficácia e eficiência com o uso sistematizado de ferramentas da Qualidade, tais como, Gráficos de Controle, CEP, Diagrama de Ishikawa, 5W2H, Gráfico de Pareto e Curva ABC, sendo constituído das fases de Construção e Utilização (MASP, 2006, p. 2).
Para cada ação desenvolvida dentro da empresa há um procedimento
específico, que visa padronizar a forma de atuar e de analisar cada processo, onde
são descritas a ações a serem realizadas com base no que é estabelecido no
MASP.
Há um documento específico para o trato das perdas de água, intitulado
MASP Aplicado às Perdas de água (MASP-P), este por sua vez, tem por objetivo
“estabelecer o padrão de funcionamento das Centrais de Controle do MASP nos
processos relacionados a redução de perdas de água” (MASP-P, 2006, p. 01), ou
seja, estabelece o uso os critérios de gestão citados no MASP para o trato da
questão da perda de água.
O capítulo de trata da aplicação do MASP na redução de perdas o apresenta
como “um método voltado para a análise dos processos, com o objetivo de promover
a otimização e melhoria dos resultados, por meio da aplicação de ferramentas da
qualidade e do ciclo PDCA” (MASP-P, 2006, p. 4). E traz a seguinte figura ilustrativa
desse processo.
34
FIGURA 5: ETAPAS DO CICLO PDCA
Fonte: MASP-P (2006)
O MASP-P estabelece definições acerca de mão de obra e infraestrutura,
porém faz apontamentos genéricos, citando a necessidade de treinamento, de
competência e eficácia no momento da execução da tarefa e que os recursos e
equipamentos devem estar de acordo com a demanda a ser assistida.
Dentro do critério do PDCA, no item Planejamento o MASP coloca o seguinte
macrofluxograma, que faz a indicação dos processos de distribuição e suas fases.
Conforme citado no documento: “o macrofluxograma apresenta as principais etapas
dos processos e sugere alguns itens de controle que podem ser monitorados em
diversos pontos de medição” (MASP-P, ano, p. 6).
35
FIGURA 6: MACROFLUXOGRAMA DOS PROCESSOS
Fonte: MASP-P (2006)
36
Após o macrofluxograma o MASP-P apresenta a fase de desenvolvimento, a
qual compreende a disseminação da metodologia, com capacitação das pessoas
nas ferramentas da qualidade, estatísticas, estabelecimento dos padrões de
trabalho, além da definição dos itens de controle, levantamento de históricos,
definição da frequência e procedimentos de monitoramento. Nesse item fica
sugerida a elaboração de fluxogramas de sub-processos, estabelece-se os itens de
controle e seus meios (gráficos, relatórios, estatísticas, etc). Também são
apresentadas algumas teorias sobre volume, pressão e suas respectivas fórmulas
de cálculo de controle.
São estabelecidos como itens da fase de Execução (Do), a Análise de
matrículas com anormalidades, o Acompanhamento de grandes consumidores, a
Gestão do parque de hidrômetros, a Comercialização da ligação, a Análise do
número de consertos, a Análise do tempo de execução dos serviços e manobras e
outros itens. Porém, somente descritos no aspecto de gestão e não estabelecido o
modo de fazer.
As fases de verificação (Check) propõe atividades comparativas das
medições realizadas na fase anterior, sugere o uso do sistema informatizado
(software) que a concessionário possui e recomenda a verificação dos planos de
ação e convocação de reunião para confrontamento dos dados.
Na fase de correção (action), esta é identificada como de ações de melhoria e
recomenda:
a) Determinação da manutenção, atualização ou definição de novas práticas
de gestão.
b) Determinação da manutenção, atualização ou definição de novos padrões
de trabalho.
c) Determinação de modificação ou definição de novos planos de ação
(MASP-P, 2006).
Cada item desse processo gera ações de pesquisa, levantamento de dados
que servem como parâmetro para a detecção das perdas. Consta no MASP (2006),
que após ser implementado os resultados em comparação ao ano anterior foram
bastante satisfatórios, haja vista o processo de organização e gestão que otimizou
as ações propriamente ditas.
37
Nota-se que o MASP-P tem rico conteúdo para a pesquisa de perdas, porém
no aspecto de gestão, com foco no processo organizacional, deixando em aberto os
critérios técnicos.
Em pesquisa feita na concessionária foi possível ter acesso aos resultados de
pesquisas de perdas, como gráficos, estatísticas, análises de causa, planos de ação.
Foram evidenciados também manuais técnicos de execução de atividades
específicas, como trocas de manômetros, de manutenção em redes e uma série de
outros, porém não foi localizado um procedimento que englobe as técnicas de
pesquisa de vazamento, que estabeleça uma sequência e um procedimento padrão
para tal tarefa.
3.2 PROCEDIMENTOS PARA DETECÇÃO DE PERDAS: UM MODELO A SEGUIR
Segundo dados levantados por meio das pesquisas realizadas em manuais,
livros e artigos sobre o tema, é possível afirmar que para haver efetividade nos
trabalhos, o primeiro passo a ser dado para a eliminação das perdas nos Sistemas
de Abastecimento de Água e, consequentemente, para a redução da diferença entre
o volume produzido e o medido, é a detecção dos vazamentos. E, para que haja um
trabalho eficiente devem ser utilizados procedimentos específicos, que vão auxiliar
para agilizar este trabalho.
A bibliografia sobre detecção de vazamentos possui uma série de técnicas e
procedimentos disponíveis em forma de manuais e procedimentos. As informações
aqui elencadas como essenciais para esse processo, são embasadas em
documentos, estes que padronizam as condições mínimas para a execução do
ensaio de estanqueidade e detecção de vazamentos não visíveis de líquidos sob
pressão em tubulações enterradas para o Sistema Nacional de Qualificação e
Certificação de Pessoal em Ensaios Não Destrutivos, o qual é divulgado pela
Associação Brasileira de Ensaios Não-Destrutivos e Inspeção1 (ABENDI, 2004).
Um programa de detecção de vazamentos tem como objetivo reduzir as
perdas de água no sistema, aumentar a receita e adiar a necessidade de
1 Uma entidade técnico-científica, sem fins lucrativos, de direito privado, com a finalidade de difundir as técnicas de END e Inspeção, através de ações voltadas ao aprimoramento da tecnologia e, consequentemente, do pessoal e das empresas envolvidas no tema.
38
investimentos na produção de água potável. Gomes (2007, p. 28), lembra que “para
atingir os objetivos deve-se estruturar a operadora com o número necessário de
equipes para atender à demanda de serviços relacionada às perdas”.
Entre os procedimentos estabelecidos nestes documentos e instituições, está
o critério de formação da equipe de pesquisa acústica, cujo trabalho é essencial no
processo de detecção. Segundo a Abendi (2004), essa equipe de pesquisa é
composta por um técnico e dois auxiliares. Sobre a formação de equipes de trabalho
é importante garantir que sejam profissionais de qualidade e treinados na respectiva
função, para tanto é importante salientar que salientar que existe um programa de
certificação de profissionais e empresas prestadoras de serviços de detecção
acústica de vazamentos não visíveis em redes de distribuição de água. Este
implantado no ano de 2000, a partir de uma ação conjunta entre entidades do setor
de saneamento, setor de ensaios não destrutivos, companhias estaduais de
saneamento do Estado de São Paulo e do Estado do Paraná e empresas
prestadoras de serviços de detecção acústica. A ação conjunta dessas entidades
busca melhorar a capacitação dos profissionais dessa atividade, empresas
contratantes e prestadoras de serviços e o setor de saneamento em geral.
Um veículo, cujas características atendam às necessidades de campo e
acomode a mão-de-obra e os equipamentos de pesquisa também faz parte da lista
de itens necessários.
As formas possíveis para realizar pesquisas de vazamentos não visíveis são
várias, desde a simples vistoria em galerias de águas pluviais até a varredura total
do sistema com o auxílio de equipamentos. Segundo Sandim (1996, p. 10), a
pesquisa de vazamentos não visíveis com aparelhos específicos consiste em
“detectar ruídos de vazamentos provocados pela passagem da água pressurizada,
através de danos nas tubulações, sejam eles fissuras, fendas ou mesmo rupturas”.
Em se tratando de trabalho específico, é de vital importância a obediência de
pré-requisitos, bem como do método empregado. Dessa forma, recomenda-se que
após definidas as áreas onde serão realizadas as pesquisas de vazamentos, inicia-
se o programa seguido um critério padronizado para garantir que todos os métodos
foram aplicados e nenhuma região da rede ou manômetro tenha ficado de fora. Para
tal, Sandim (1996) sugere que seja feita a seguinte sequência de ações:
a) Medição das vazões e pressões máximas e mínimas
39
b) Preparação de equipamentos
c) Procedimentos de escuta de ruídos
d) Confirmação
e) Localização das tubulações
f) Correlação de ruídos de vazamentos
g) Atividades de escritório
h) Acompanhamento de reparos
i) Relatórios
3.1.1 Fases do procedimento de detecção de perdas
Em vista do que foi apresentado, é possível organizar os dados e elaborar um
modelo ideal para a execução do trabalho de pesquisa de perdas de água.
A primeira fase é a determinação das áreas a serem pesquisadas. Para o que
se faz necessário levantar:
- o índice de perda na distribuição: seguindo o procedimentos padrão da
empresa (por meio de software específico ou cálculo através de fórmula);
- as áreas críticas: proporcionando uma atuação mais eficaz e direcionada
nos locais com maior índice de perda;
- se há perda elevada: dado obtido no item acima, diagnosticado conforme o
índice de perda na região;
- a existência de materiais de baixa resistência e redes antigas: analisar
histórico, consultar registros e mapas de instalação para verificar este item;
- pressões elevadas: detectar por meio de medições, considerando que este
fator é preponderante para as perdas;
- alto índice de vazamentos visíveis: identificar este item nos relatórios e
registros relacionados;
- especificar os horários de manobras: verificar este item nos procedimentos
da empresa;
- efetuar o levantamento das pressões medidas através de registradores
gráficos.
40
Para os casos de pressões elevadas torna-se necessário a instalação de
válvulas redutoras de pressão, situação que merece certo cuidado já que com a
válvula, a pressão diminui e os vazamentos também. O ideal é que seja feito aqui o
levantamento das áreas de grande incidência de vazamentos visíveis. Assim,
quando a válvula estiver instalada, tais pontos podem ser vistoriados com maior
atenção.
A segunda fase consiste do diagnóstico do sistema de abastecimento de
água. Após levantados todos os dados necessários para análise do sistema,
elabora-se o diagnóstico do mesmo, onde serão destacadas as localidades que
deverão ser pesquisadas, bem como as recomendações do método e
procedimentos a serem realizados. Nessa fase de detecção de vazamentos utiliza-
se equipamentos específicos, como as hastes de escuta e os geofones, lembrando
que a pressão mínima recomendada para isso é de 15 mca ou 1,5 kgf/cm2.
A pesquisa de escuta é feita em todos os pontos disponíveis do sistema
(cavaletes, hidrantes de coluna, registros de rede, etc.). Todos os locais onde foram
percebidos sons de vazamentos serão anotados no relatório campo e reservados
para posterior utilização, se for o caso, do equipamento de correlação sonora.
A especialização da mão de obra executante é essencial nesse tipo de
trabalho, haja vista que o som do vazamento de água em um tubo tem uma
característica definida e somente com a prática é possível distinguir este de outros
tipos de sons.
Deve ser incluído no procedimento a marcação dos vazamentos e ainda o
preenchimento de relatório específico (Anexo 1) (ABENDI, 2004), este que deve
conter os dados básicos para a atuação corretiva e realização de reparos.
3.1.2 Equipamentos para detecção de perdas
Pesquisas bibliográficas e de campo comprovam que o conjunto de
equipamentos recomendado para os trabalhos de detecção de perdas pode ser
dividido em dois grupos: os principais e os auxiliares (ABENDI, 2004).
a) principais
haste de escuta;
41
geofone (eletrônico ou mecânico);
correlacionador de ruídos e vazamentos.
b) auxiliares
locador de massa metálica;
locador de tubulação metálica;
locador de tubulação não metálica;
barra de perfuração ou perfuratriz elétrica;
roda de medição ou trena;
manômetro aferido.
A Abendi estabelece que, para a utilização dos equipamentos é essencial que
algumas técnicas sejam utilizadas a fim de garantir sucesso nas verificações:
- Antes de sair a campo, deve-se checar se todos os equipamentos
necessários foram selecionados, se estão em pleno funcionamento e se materiais
necessários nos trabalhos de pesquisa estão disponíveis para a equipe.
- No caso dos equipamentos eletrônicos, recomenda-se verificar também se
as condições das baterias estão garantidas para o tempo de trabalho. Baterias
reservas são indicadas.
Já em campo deve-se verificar se o sistema de abastecimento de água está
em pleno funcionamento, ou seja, se não está ocorrendo falta d’água na área a ser
pesquisada.
A primeira medida a ser feita é a de pressão da rede de distribuição,
utilizando-se de manômetros aferidos, lembrando que a pressão mínima
recomendada é de 1,5 Kgf/ cm2 (15 mca). Esta medida deve ser repetida várias
vezes durante o dia de trabalho.
A seguir a especificação de cada um dos equipamentos e a forma de
utilização para as ações de detecção de perdas.
42
3.1.3 Descrição dos equipamentos e procedimentos d e uso
Haste de escuta: É uma haste de metal com comprimento de 1,0 e 1,5 m. A sua
faixa de operação situa-se entre 200 a 1.500 Hertz. Detecta ruído de vazamento
com mais facilidade na faixa de 600 a 800 Hz (GOMES, 2007).
FIGURA 7 – HASTE DE ESCUTA
Fonte: GOMES (2007)
Com a haste, na primeira fase de escuta do ruído de vazamento devem ser
pesquisados todos os pontos acessíveis da tubulação, isto é, cavaletes, hidrantes,
registros, válvulas, tubulação aparente, registro de passeio, se houver, utilizando-se
de haste de escuta. Deve-se caminhar em um lado da rua, quando isto for possível,
e durante a caminhada observar com atenção a possível existência de vazamento
visível na rede, nos ramais e cavaletes. Deve-se anotar as residências cujos
cavaletes não foram pesquisados e o motivo (portão fechado, morador ausente, etc)
e verificar a situação das válvulas (não localizada, entulhada, inundada), com
anotações na planta cadastral.
Ao ouvir um ruído suspeito no cavalete, assegurar-se de que não está
havendo passagem d'água através do hidrômetro, fechando firmemente o registro
(certificar-se que o mesmo está vedando), pois um pequeno vazamento existente na
tubulação interna do imóvel também pode provocar um ruído de vazamento. Caso o
ruído persistir, marcar este ponto na planta cadastral para pesquisa posterior.
Todos os trechos de rede não metálicos que possuírem pontos de contatos
distantes mais de 20 m, ou trechos de redes metálicas, que possuírem pontos de
43
contatos distantes mais de 35 m ou todas as travessias, independentemente do
material da rede, devem ser anotados para posterior pesquisa com geofone e/ ou
correlacionador.
Após obtenção de um certo número de pontos suspeitos, a pesquisa terá
prosseguimento com o geofone eletrônico ou mecânico, correlacionador e haste de
perfuração ou perfuratriz.
Geofone mecânico: Utiliza o princípio da estetoscopia na detecção de vazamentos.
É menos sensível que o geofone eletrônico (GOMES, 2007).
FIGURA 8 – GEOFONE MECÂNICO
Fonte: GOMES (2007)
O geofone mecânico é um equipamento de escuta de performance limitada,
sem filtros ou amplificação dos ruídos. Na ausência do geofone eletrônico, pode ser
utilizado, exigindo grande sensibilidade de quem opera.
Geofone eletrônico: É um equipamento de alta sensibilidade, dotado de um sensor
que capta o som produzido pelo vazamento. Detecta ruído de vazamento na sua
faixa de operação que se situa entre 100 e 2.700 Hz. As partes básicas de um
geofone eletrônico são: amplificador, sensor ou transdutor e fones de ouvido
(GOMES, 2007).
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FIGURA 9 – GEOFONE ELETRÔNICO
Fonte: GOMES (2007)
O aparelho permite que sejam ouvidos todos os pontos suspeitos marcados
na pesquisa com haste de escuta e as redes de distribuição em que existem poucos
pontos de contato (cavaletes muito distantes, anéis de distribuição, travessias, etc).
O geofonamento deve ser efetuado posicionando-se o sensor sucessivamente a
cada 1,5 m, aproximadamente, sobre a superfície onde a tubulação está enterrada.
Ao ouvir um ruído suspeito deve ser intensificada a pesquisa nesta área, para definir
o ponto com possível vazamento. Caso houver excesso de ruído indesejáveis
durante o dia, a pesquisa deverá ser feita à noite.
Correlacionador de ruídos e vazamentos: sistema computadorizado para
localização de vazamentos não visíveis, detecta vazamentos em sistemas
pressurizados com tubulação de ferro, aço, cobre, concreto e PVC. Sua faixa de
operação, geralmente se situa entre 300 e 5.000 Hz (GOMES, 2007)
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FIGURA 10 – CORRELACIONADOR
Fonte: GOMES (2007)
Este equipamento é utilizado após o uso da haste de escuta ou geofone. É
uma ferramenta essencial para a localização de vazamentos, principalmente em
locais onde outros equipamentos não tenham conseguido alcançar uma resposta
conclusiva.
Para realizar o procedimento de correlação: colocar os sensores em dois
pontos que o suposto vazamento esteja entre os sensores, escolher os sensores
adequados para tubulação metálica ou não metálica, montar os pré-amplificadores e
regulá-los de modo que o ponteiro fique no terço médio.
Com o uso de fone de ouvido do correlacionador, deve ser verificado se os
dois sensores estão captando o ruído de vazamento. Após as providências acima
inicia-se a correlação. Na tela aparecerá um gráfico com um pico, se o
correlacionador identificar que um mesmo ruído está chegando aos dois sensores e
está sendo transmitido (GOMES, 2007).
Locador de massa metálica – Utiliza-se este aparelho para localizar peças
metálicas que estão cobertas pela pavimentação, como por exemplo: tampões de
PV ou de caixa de registro e outros materiais metálicos (GOMES, 2007).
Locador de tubulação metálica – o uso deste aparelho é recomendado para
localizar tubos metálicos enterrados por meio do campo magnético. O transmissor
de sinal promove a indução direta por contato ou por indução indireta. O receptor
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capta o sinal induzido ao longo do tubo e indica a localização exata, alinhamento e
profundidade até a distância em torno de 3,50 m (GOMES, 2007).
Locador de tubulação não metálica – Trabalha pelo princípio mecânico de
variação oscilatória de pressão. A válvula propagadora de ondas é acoplada ao
sistema em qualquer ponto de saída (torneira, padrão, hidrantes, etc.). A válvula
bloqueia o fluxo e o solta em pequenas quantidades de água, num ritmo cadenciado,
acionada pela própria pressão da rede. Desta forma, a vibração se propaga ao longo
das paredes do tubo por longa distância. Outro aparelho, o receptor de sinal, capta
estas vibrações no solo e as mostra num indicador de escala. Por comparação em
pontos próximos, determina-se a localização do tubo com boa precisão (GOMES,
2007).
Medidor de pressão – Conhecido por manômetro, as pressões são medidas em
kgf/ cm² (quilograma força por centímetro quadrado). Há outra forma muito usual e
de fácil visualização o mca (metro de coluna de água) (GOMES, 2007).
Roda de medição ou roda trena – utilizada para medir distâncias e comprimentos
de tubulação. Determina a distância para efetuar a marcação do local do vazamento
(GOMES, 2007).
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Considerando as condições detectadas das redes de saneamento de Curitiba
e Região Metropolitana e as afirmações encontradas nas teorias que estudam o
tema, foi possível perceber a existências dos dois tipos de perdas no presente
sistema de saneamento de água: as perdas reais e as perdas aparentes.
Buscando soluções para essa problemática, na intenção de atuar de forma
efetiva sobre a redução das perdas o presente estudo se dedicou a identificar a
forma mais eficaz para detectá-las e, consequentemente, agilizar as ações para
saná-las.
Com os levantamentos bibliográficos e o estudo de caso feito, entendeu-se
que o ideal é realizar a detecção de vazamentos ou fraudes por meio de um
procedimento padronizado baseado em manuais e recomendações de instituições
que se dedicam ao trato do assunto. Uma vez que, atualmente, a empresa
concessionária responsável pelo sistema de abastecimento de água de Curitiba e
Região não atua exatamente dessa forma, quando se trata e procedimentos
técnicos.
Dessa forma todo o direcionamento da pesquisa foi com o intuito de apontar
as formas de fazer no tocante a pesquisa de vazamentos, no intuito de demonstrar a
possibilidade de somar o conteúdo do manual existente e utilizado pela
concessionária com procedimentos descritivos de ordem técnica e de modo de
fazer.
Para alcançar esse objetivo foram citadas ao longo do trabalho as principais
possibilidades de detecção de vazamentos existentes, levando em conta critérios
como: as mais utilizadas e com maior índice de efetividade no processo de
detecção. Cada um dos equipamentos e técnicas citadas têm credibilidade e
elevado conceito entre autores e técnicos das empresas concessionárias de
saneamento de água.
Além da apresentação das possibilidades de pesquisa, os estudos feitos ao
longo do presente trabalho, permitiu-nos ainda constatar os diversos fatores que
ocasionam as perdas sistema de distribuição de água, o que foi essencial para que
pudéssemos estipular as técnicas aqui apresentadas. Entre esses fatores, pode-se
citar a qualidade do material utilizado, a qualificação da mão-de-obra associada às
ferramentas, e, principalmente a pressão elevada.
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Dessa forma justificou-se a necessidade de pesquisar e apresentar critérios
que possam servir de base para um modelo de pesquisa de diagnóstico e
tratamento das perdas de água em uma determinada zona de pressão da Região
Metropolitana de Curitiba. Para tal dedicou-se a estudar as possíveis causas das
perdas existentes entre o produzido e o medido, assim foi essencial identificar os
tipos de perdas existentes, as técnicas utilizadas atualmente e as possibilidades de
melhoria no processo hoje realizado.
O intuito de toda a pesquisa aqui desenvolvida foi induzir a viabilidade da
realização dos serviços de pesquisa de vazamentos não visíveis em acordo com as
demais atividades de controle de perdas reais, possibilitando uma melhor eficiência
dessa atividade.
A intenção principal foi levantar e apresentar de forma condensada, em único
documento, um método completo e eficaz de detecção de perdas, considerando que
atualmente na empresa concessionária que atende a Região Metropolitana de
Curitiba as ações são realizadas, porém não de forma padrão conforme buscou-se
colocar nesse material aqui apresentado.
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REFERÊNCIAS
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ANEXO I