ELVILSON PIRES SÁ TELES

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA 
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
ELVILSON PIRES SÁ TELES 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DE OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE 
ÁGUA DE SÃO CRISTOVÃO / OVO DA EMA COM O EPANET 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FEIRA DE SANTANA, BA, BRASIL 
SETEMBRO / 2008 
 
 
 
 
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ELVILSON PIRES SÁ TELES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DE OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE 
ÁGUA DE SÃO CRISTOVÃO / OVO DA EMA COM O EPANET 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso da Universidade 
Estadual de Feira de Santana, apresentado à 
disciplina Projeto Final II como requisito parcial 
para obtenção de título de Bacharel em 
Engenharia Civil. 
 
Orientador: Prof. Dr. Roque Angélico Araújo 
 
 
 
 
 
 
 
FEIRA DE SANTANA, BA, BRASIL 
SETEMBRO / 2008 
 
 
 
 
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ELVILSON PIRES SÁ TELES 
 
 
ESTUDO DE OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE 
ÁGUA DE SÃO CRISTOVÃO / OVO DA EMA COM O EPANET 
 
 
TERMO DE APROVAÇÃO 
 
Monografia aprovada como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel 
em Engenharia Civil, Universidade Estadual de Feira de Santana, pela seguinte 
banca examinadora. 
 
Data da Aprovação: / / . 
 
 
 
Banca Examinadora: 
 
________________________________________________ 
Prof. Dr. Roque Angélico Araújo (Orientador) 
Universidade Estadual de Feira de Santana 
 
________________________________________________ 
Profa. Drª. Selma Cristina da Silva 
Universidade Estadual de Feira de Santana 
 
________________________________________________ 
Profª Drª Sandra Maria Furian Dias 
Universidade Estadual de Feira de Santana 
 
 
 
 
FEIRA DE SANTANA, BA, BRASIL 
SETEMBRO / 2008 
 
 
 
 
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AGRADECIMENTOS 
 
 
Agradeço a Deus, pela vida. 
 
Ao orientador Eng. Roque Angélico Araújo, pela sua competência como 
profissional e professor, pelo conhecimento transmitido e por toda dedicação 
empenhada. 
 
Ao setor de expansão da EMBASA de Feira de Santana, principalmente ao 
Eng. Humberto Mário e o Técnico Blénio, pela grande contribuição no 
desenvolvimento do trabalho, através do fornecimento dos dados e orientações. 
 
Meu pai, Elvilson Cláudio Sá Teles (in memorian) pela educação e por sua 
cobrança constante de caráter e honestidade. 
 
Minha Mãe, Maria da Paz Pires, pelo incentivo e pela a grande 
preocupação com a formação dos seus filhos. 
 
A minha noiva, Jeane, pelo apoio, compressão e paciência nos momentos 
difíceis. 
 
Aos amigos e a todos que colaboraram para a concretização deste 
trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
 
RESUMO 
 
O aumento populacional, acompanhado da intensificação das atividades 
socioeconômicas, tem tornado a distribuição de água, em quantidade e qualidade 
adequada, um dos grandes desafios para as companhias de saneamento. 
Constantemente surgem novas ampliações nas redes de distribuição já 
existentes, havendo a necessidade da tomada de decisão buscando uma forma 
mais econômica para garantir o abastecimento com vazão e pressão suficientes 
em todos os pontos de consumo. 
Este trabalho apresenta o estudo de um sistema com problemas no 
abastecimento com água tratada. Inicialmente é feita a caracterização da situação 
atual e a partir dos problemas diagnosticados, foram propostas alternativas para 
regularizar o abastecimento, equilibrar as pressões e otimizar o consumo com 
energia elétrica. 
Para modelagem do comportamento hidráulico do sistema em estudo utilizou-se o 
modelo EPANET, de domínio público desenvolvido pela Agência de Proteção 
Ambiental Americana. Com a utilização deste programa foi possível modelar a 
situação atual e diagnosticar as alternativas para otimizar o sistema de 
abastecimento de São Cristovão/Ovo da Ema. A seleção da melhor alternativa foi 
obtida de acordo com a análise econômica das alternativas propostas. 
 
Palavras-chaves: Otimização, Análise Econômica, Modelagem Hidráulica, 
Eficiência energética. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vi 
 
ABSTRACT 
 
Increasing population, accompanied by the intensification of socioeconomic 
activities, has made the distribution of water in adequate quantity and quality, one 
of the major challenges for companies of sanitation. We constantly are new 
enhancements in distribution networks already in existence, will need a decision 
seeking a more economical way to ensure the supply with sufficient flow and 
pressure at all points of consumption. 
This paper presents the study of a system with problems in supply with treated 
water. Initially it made the characterization of the current situation and from the 
identified problems, alternatives were proposed to regulate the supply, the 
pressure balance and optimize the consumption with electric energy. 
For modeling the behavior of the hydraulic system under study is the model used 
EPANET, public domain developed by the U.S. Environmental Protection Agency. 
With the use of this programmed was possible model the current situation and 
diagnose the alternatives to optimize the supply of Saint Kitts / Egg's Ema. The 
selection of the best alternative was obtained in accordance with the economic 
analysis of the proposed alternatives. 
 
Keywords : Optimization, the Economic Analysis, Modeling Hydro, energy 
efficiency. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vii 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 4.2 - Esquema de instalação padrão de uma VRP. 22 
Figura 4.3 - Curva de Funcionamento da Bomba para diferentes rotações. 23 
Figura 4.4 - Diagrama de Blocos de um inversor de freqüência. Fonte: Capelli 
2002. 
24 
Figura 5.2 - EEAT São Cristovão. 28 
Figura 5.1 - Booster de Ovo da Ema. 28 
Figura 6.1 - Layout do SAA São Cristovão / Ovo da Ema . 30 
Figura 6.2 - Modelagem do sistema de distribuição de água – Situação atual. 40 
Figura 6.3 - Modelagem do sistema de distribuição de água - Alternativa 01. 48 
Figura 6.4 - Modelagem do sistema de distribuição de água - Alternativa 02. 54 
Figura 6.5 - Modelagem do sistema de distribuição de água - Alternativa 03. 58 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
viii 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
 
Tabela 6.1 - Demandas de água, cotas e distâncias entre nós. 34 
Tabela 6.2 - Diâmetros, comprimentos e rugosidades dos tubos. 35 
Tabela 6.3 - Resumo da Simulação – Situação Atual. 38 
Tabela 6.4 – Planilha de custos e consumo com energia elétrica do Booster 
de Ovo da Ema. 
 
43 
Tabela 6.5 – Planilha de custos e consumo com energia elétrica do Booster 
da EEAT São Cristovão. 
 
44 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ix 
 
 
 
LISTAS DE SIGLAS, SÍMBOLOS E ABREVIATURAS 
 
 
 
A Parcelas com amortização de capital (mês) 
CTotal Custo Total mensal 
EEAT Estação Elevatória de Água Tratada 
F Freqüência 
i a..m. Taxa de juros ao mês 
i a.a Taxa de juros anuais 
IPD Índice de Perdas na Distribuição 
K1, K2 Coeficiente do dia de maior consumo e da hora de maior demanda 
L Comprimento de rede 
m.c.a Metros de coluna d’água 
N1, N2 Rotação Inicial e final 
NBR Norma Brasileira 
P Valor presente 
P1, P2 Potência inicial e final 
PPOT Potência 
Q Per Capta 
Q1, Q2 Vazão inicial e final 
qm Vazão específica 
SAA Sistema de Abastecimento de Água 
SIAA Sistema Integrado de Abastecimento de Água 
T1, T2 Torque Inicial e final 
VRP Válvula Redutora de Pressão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10
 
SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO............................................................................................................... 11 
2. JUSTIFICATIVA ........................................................................................................... 12 
3. OBJETIVOS................................................................................................................... 13 
3.1 ObjetivosGerais ........................................................................................................ 13 
3.2 Objetivos Específicos ................................................................................................ 13 
4. REVISÃO BIBLIOGRAFICA........................................................................................ 14 
4.1. Dimensionamento de redes....................................................................................... 15 
4.2. Válvulas Redutoras de Pressão (VRP’s) – características e importância................. 16 
4.3. Variação de rotação de bombas por inversor de freqüência..................................... 20 
4.4. Modelos utilizados para simulação hidráulica......................................................... 24 
4.5. Calibração dos modelos de Simulação das Redes de Distribuição .......................... 25 
4.6. Análise econômica de projetos................................................................................. 27 
5. METODOLOGIA............................................................................................................ 28 
5.1. Levantamento de dados ............................................................................................ 28 
5.2. Levantamento bibliográfico...................................................................................... 28 
5.3. Descrição e local do sistema em estudo ................................................................... 28 
5.4. Análise dos parâmetros hidráulicos.......................................................................... 30 
a) Propriedades dos nós da rede .................................................................................. 30 
b) Propriedades das tubulações dos trechos da rede:...................................................32 
c) Propriedades do conjunto motor-bomba ................................................................. 33 
5.5. Análise dos parâmetros energéticos ......................................................................... 34 
5.6. Análise econômica................................................................................................... 34 
6. RESULTADOS ............................................................................................................... 35 
6.1. DIAGNÓSTICO E SIMULAÇÃO REFERENTE À SITUAÇÃO ATUAL ........... 35 
6.1.3 Análise dos parâmetros energéticos da situação atual........................................ 38 
6.2. ESTUDO DAS ALTERNATIVAS..........................................................................41 
6.2.1. ALTERNATIVA 01.......................................................................................... 41 
6.2.1.1. Custo estimado com energia elétrica .........................................................44 
6.2.1.2. Análise econômica referente à alternativa 01............................................. 45 
6.2.2. ALTERNATIVA 02.......................................................................................... 46 
6.2.2.1. Custo estimado com energia elétrica .........................................................48 
6.2.2.2. Análise econômica referente à alternativa 02............................................. 48 
6.2.3. ALTERNATIVA 03......................................................................................... 49 
6.2.3.1. Custo estimado com energia elétrica .........................................................51 
6.2.1.2. Análise econômica referente à alternativa 03............................................. 51 
6.3. RESUMO DA ANÁLISE ECONÔMICA DAS ALTERNATIVAS....................... 52 
7. CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES......................................................................... 53 
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 54 
9.0. ANEXOS...................................................................................................................... 56 
 
 
 
 
 
 
 
 
11
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 O sistema de abastecimento de água da comunidade de São Cristóvão / 
Ovo da Ema, em análise, pertencente ao sistema de abastecimento integrado de 
Feira de Santana, apresenta regiões com freqüentes problemas de 
desabastecimento e, segundo o balanço hídrico do ano de 2007, o índice de 
Perdas na Distribuição anual (IPD12) é de 57,64%, estando muito acima do normal 
para a região de Feira de Santana (IPD12= 36%), além de possuir comunidades 
sem acesso a água tratada. 
 Tendo em vista esses problemas apresentados pelo Sistema São 
Cristóvão/Ovo da Ema, o presente estudo desenvolve uma análise dos 
parâmetros hidráulicos, energéticos e econômicos, tendo como objetivo propor 
intervenções para melhoria na operação do mesmo, a fim de regularizar o 
abastecimento no referido Sistema, reduzir perdas de água e energia, e 
possibilitar o abastecimento das comunidades sem acesso à água tratada. 
Para análise dos parâmetros hidráulicos foram feitas modelações com o 
programa EPANET, a fim de caracterizar a situação atual do sistema, 
identificando as regiões com problemas de desabastecimento de água, e efetuar 
simulações com as possíveis intervenções a serem realizadas visando otimizar a 
operação do referido sistema. 
No que se refere à análise dos parâmetros energéticos foi feito um estudo 
do custo médio mensal da energia elétrica, referente à situação atual, seguido de 
uma estimativa do custo do consumo futuro, após as intervenções propostas pelo 
estudo. 
Para a análise econômica foi avaliado o custo mensal das alternativas 
propostas, considerando um horizonte de projeto de dez anos. O custo se refere 
ao investimento, com amortização de capital, somado ao custo de energia 
elétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
12
 
2. JUSTIFICATIVA 
 
 O Sistema de abastecimento de água de São Cristóvão/Ovo da Ema, em 
análise, é composto por uma estação elevatória de água tratada, implantada em 
1992, e um booster, implantado em 2000, ambos projetados para um horizonte de 
10 anos. Tendo em vista o período de operação desse sistema, percebe-se 
claramente que o mesmo encontra-se já em final de plano, demonstrando 
problemas que geram o desabastecimento de algumas regiões enquadradas na 
área do Sistema o que, por si só, justifica a elaboração de um projeto para propor 
intervenções, como redimensionamento do sistema em questão. 
Esse sistema, além de possuir deficiência no abastecimento, está 
apresentando custo elevado com energia elétrica em função da tarifa contratada 
no Booster de Ovo da Ema. Portando esse custo elevado e a variação de 
demanda apresentado pelo sistema, justificam a desativação do booster e a 
utilização do inversor de freqüência para acionamento do conjunto motor-bomba, 
propostos neste projeto. Essas intervenções irão contribuir para a utilização 
eficiente da energia elétrica, e para o equilíbrio das pressões do sistema em 
relação à situação atual. 
 Além disso, a partir do redimensionamento do sistema o projeto se destina 
a abastecer a comunidade Lagoa Salgada, sem acesso a água tratada, de forma 
regular. 
 O aumento da demanda por serviços de abastecimento de água e, 
conseqüentemente por energia elétrica, a competição pelos recursos hídricos no 
âmbito das bacias hidrográficas, a necessidade de cumprimento de acordos 
internacionais na área ambiental, o aumento do custo de energia elétrica e a 
escassez de recursos para viabilizar novos investimentos que aumentem a oferta 
de água e energia no médio e longo prazo, também podem ser apresentadas 
como justificativas para a elaboração de um estudo que vise à otimização de um 
sistema de abastecimento de água. 
 
 
 
 
 
 
 
13
 
3. OBJETIVOS 
 
3.1 Objetivos Gerais 
 
 Otimizar o abastecimento de água de São Cristóvão/Ovo da Ema através 
de modelagem operacional com o EPANET. 
 
3.2 Objetivos Específicos 
 
� Avaliar a condição atual do abastecimento de água de São Cristóvão/Ovoda Ema com o EPANET; 
 
� Propor alternativas para regularizar o abastecimento com água tratada da 
comunidade de São Cristóvão/Ovo da Ema; 
 
� Estabelecer medidas para equilibrar as pressões na rede de distribuição de 
acordo exigências da NBR 12218 NB 594; 
 
� Propor alternativas para otimizar o consumo com energia elétrica; 
 
� Possibilitar o acesso à água tratada para comunidade de Lagoa Salgada; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14
 
4. REVISÃO BIBLIOGRAFICA 
 
 Os fundamentos teóricos deste trabalho estão subdivididos em cinco 
seções. Na primeira, apresenta-se um método de dimensionamento de redes de 
abastecimento de água. A segunda aborda algumas características e importância 
das válvulas redutoras de pressão (VRP’s). Na terceira é apresentado o principio 
de funcionamento e função do inversor de freqüência. Na quarta, citam-se alguns 
modelos de simulação hidráulica. Na quinta, são apresentadas algumas técnicas 
de calibração de redes de distribuição, além dos níveis de aceitabilidade. E na 
sexta seção relata a importância da análise econômica de projetos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15
 
4.1. Dimensionamento de redes 
 
Na elaboração de projeto de rede de distribuição de água para 
abastecimento público deve-se seguir as condições exigíveis de acordo com a 
NBR 12218 (1994). Essa norma descreve as definições, fixa condições para o 
dimensionamento das tubulações, para criação de setores de medição, aborda 
disposições construtivas, entre outras. 
O Dimensionamento de redes de abastecimento de água pode ser 
realizado pelo Método Pimentel Gomes, que equilibra hidraulicamente a rede de 
abastecimento, em escoamento permanente, proporcionando, como resposta, os 
diâmetros dos trechos, as pressões disponíveis nos nós e altura manométrica na 
alimentação do sistema de distribuição de água. 
O método pode ser considerado uma alternativa à metodologia de Hardy 
Cross. O método de Pimetel Gomes, se divide em duas etapas. Na primeira faz-
se um pré-dimensionamento do sistema, no qual os diâmetros, as vazões nos 
trechos e a altura manométrica de alimentação são variáveis continuas a serem 
determinadas pelo processo de busca de uma solução hidraulicamente viável, ou 
seja, que cumpra as leis de conservação de massa nos nós e de conservação de 
energia nos anéis e que atenda á demais restrições hidráulicas impostas ao 
dimensionamento (Gomes, 2004). Os resultados da variáveis obtidas nesta 
etapa atendem às restrições hidráulicas impostas ao dimensionamento, 
resultando numa alternativa de cálculo que necessita ser ajustada, já que os 
valores contínuos obtidos para os diâmetros dos trechos não coincidem com os 
valores nominais disponíveis no mercado. Portando, deve-se executar uma 
segunda etapa de cálculo para ajustar a solução obtida inicialmente. Na segunda, 
etapa os valores dos diâmentros encontrados inicialmente para os trechos devem 
se aproximados para os valores nominais vizinhos. Sendo assim, os diâmetros 
não mais serão variáveis na segunda etapa de busca de uma solução para o 
dimensionamento da rede, que atenda a todas as restrições impostas. As vazões 
nos trechos da rede continuam como variáveis (na segunda etapa), equanto a 
altura manométrica de alimentação poderá ser fixa ou variável, dependendo das 
simulações a serem efetuadas pelo projetista. 
 
 
 
 
16
 
4.2. Válvulas Redutoras de Pressão (VRP’s) – caract erísticas e importância 
 
 
As válvulas redutoras de pressão representam uma solução para ajuste de 
pressões em um sistema de distribuição de água de forma confiável. Na maioria 
dos casos Não é dada devida atenção à importância das válvulas e suas 
disposições nos sistemas de distribuição, conforme (WALSKI, 2001) 
De acordo com SILVA (1998) a instalação de uma VRP, dimensionada 
para reduzir as cargas em 60 % (por exemplo, de 100mH2O para 40mH2O.), em 
um setor com perdas físicas conhecidas de 50%, acarretará uma redução de 37% 
nas perdas existentes, as quais passarão de 50% para 31,5%, com uma redução 
efetiva de 18,5%. Portanto, é possível quantificar previamente as reduções de 
perdas esperadas por meio de reduções de pressões e, com isso, avaliar 
economicamente o retorno dos investimentos a realizar para atingir os objetivos. 
Segundo BARROSO (2005), as variações topográficas aliadas às perdas 
de carga dentro de uma zona de pressão favorecem a utilização de válvulas 
redutoras de pressão, visando manter pressões na rede inferiores a 30mH2O. O 
princípio básico da VRP é a manutenção de uma pressão fixa na sua saída. Em 
locais onde se verificam consideráveis variações de pressão, decorrentes de 
perdas de carga no sistema, torna-se interessante à utilização de controladores 
eletrônicos, que são equipamentos dotados de circuito eletrônico com 
armazenador de dados e válvulas solenóides, alimentados através de bateria de 
lítio, com uma vida útil de aproximadamente 5 anos. Assim, há três tipos básicos 
de controle de pressão com utilização de VRP: 
▪ Pressão de Saída Fixa (VRP sem controlador): é usada quando o sistema a ser 
controlado não tem mudanças significativas de demanda, e as perdas de carga 
são relativamente pequenas (menores do que 10mH2O, sob quaisquer condições 
de operação). 
▪ Modulação por Tempo: é usada para controlar um sistema que apresenta 
grande perda de carga (superior a 10m H2O), porém de perfil regular de consumo. 
Assim, a válvula irá trabalhar com patamares de pressão de saída, ajustados no 
tempo. 
 
 
 
 
17
 
▪ Modulação por Vazão: é usada para controle em sistemas que apresentam 
grande perda de carga (grandes áreas) e mudanças no perfil de consumo, tanto 
no tipo de uso, como na sazonalidade ou na população (como no caso de cidades 
turísticas). Apesar de ser o tipo de controle mais eficiente, necessita de 
controlador mais caro, e de um medidor de pulso de vazão. 
Para dimensionar corretamente a VRP e escolher o método de controle ou 
modulação (pressão de saída fixa, modulada pelo tempo ou pela vazão) é 
importante considerar o impacto das flutuações sazonais na demanda e o tipo de 
área que está sendo suprida. A maior parte das áreas tem alguma forma de 
macromedição (parcial ou total). Geralmente a VRP deve controlar somente uma 
parte do setor, no entanto, as leituras de um macromedidor são boas indicações 
do tipo de mudança que pode ocorrer devido ao efeito da sazonalidade. 
É recomendável a realização de uma pesquisa de vazamentos e o reparo 
de todos os vazamentos encontrados na área de influência da futura válvula antes 
da realização das medições de vazão, pois a tendência é haver uma redução na 
vazão do sistema após a implantação da VRP (redução dos vazamentos). As 
vazões medidas serão utilizadas para o dimensionamento da válvula (isso evitará 
um possível superdimensionamento da VRP). 
Para WALSK (2001) a quantidade de vazamento em um sistema de 
distribuição de água está relacionada à pressão do sistema, portanto, reduzindo 
as pressões durante as horas de menor consumo pode-se reduzir os vazamentos. 
A redução da pressão é alcançada através da operação de válvula. Além do mais, 
o gerenciamento da pressão da água e o controle ativo de vazamentos envolvem 
a setorização de grandes redes em áreas menores (chamados Distritos 
Hidrométricos) que são melhor monitorados. Assim, a modelagem é usada para 
ajudar a gerenciar a redução de vazamentos pela determinação dos efeitos que 
cada setorização de redes em áreas menores ou a regulação dos controles de 
válvulas sobre pressão e vazão através do sistema. 
Os benefícios da operação das VRP nas áreas de influência com controle 
de pressão, segundo VIEGAS (2001) são: 
 
 
 
 
18
 
▪ redução das vazões diárias de operação provocada pelo rebaixamento da 
pressão a níveis operacionais que evitem a falta de água nos pontos críticos, 
porém, reduzindo a pressão excedente;▪ redução brusca da incidência de rompimentos de tubulações melhorando a 
qualidade do atendimento e reduzindo os custos de manutenção; 
▪ operação do sistema de abastecimento de água com pressões mais 
estabilizadas e de intensidade adequada reduzindo a ocorrência de danos 
inclusive às instalações hidrossanitárias prediais. 
A maioria dos fabricantes trabalha com uma válvula do tipo globo ou 
angular, operada hidraulicamente, controlada pelo acionamento direto de mola, 
diafragma e válvula piloto. O circuito piloto permite um total auto-ajuste da válvula, 
e assegura um controle extremamente preciso da pressão reduzida, dentro de 
extensas variações de vazão. 
A válvula fica normalmente aberta quando a pressão da linha é aplicada na 
entrada da válvula. Quando essa mesma pressão é aplicada na cabeça da 
válvula, a válvula se fecha, porque a área do diafragma ou pistão é maior que a 
área da sede da válvula. É o controle da pressão acima do diafragma ou pistão 
que determina a posição da válvula principal – ou seja, aberta, fechada ou em 
uma posição intermediária (Figura 4.1). 
 
Figura 4.1 - Esquema de Funcionamento de uma VRP. 
 
 
 
 
19
 
 
O controle piloto é um acionamento direto, ajustável, projetado para 
permitir o fluxo quando a pressão a jusante fica abaixo da ajustada pela mola. 
Com o incremento na demanda, tem-se como resultado a queda na pressão de 
jusante (controlada). A válvula piloto detecta esta queda na pressão e a mola 
causa uma abertura na válvula. Como a válvula piloto abre, a pressão é sangrada 
da cabeça da válvula principal, permitindo a linha de pressão principal abrir a 
válvula principal. Que continua abrindo até que a pressão a jusante tenha 
retornado ao valor correspondente ao ajustado na válvula piloto. O reverso 
acontecerá num incremento na pressão controlada resultante de uma redução da 
demanda. 
As válvulas redutoras de pressão normalmente são instaladas em uma 
derivação da tubulação principal, chamada "by pass", guarnecidos por registros 
de bloqueio a montante e a jusante para as manutenções. Na tubulação principal 
também é instalado um registro para trabalhar normalmente fechado, que é 
aberto em situações de manutenção ou alguma emergência operacional a 
jusante. A Figura 4.2 apresenta um esquema da instalação padrão de uma VRP 
em rede de distribuição de água. 
Figura 4.2 - Esquema de instalação padrão de uma VRP. 
 
Em resumo, uma VRP permite o controle do consumo e a redução de 
pressão nos encanamentos, diminuindo o número de vazamentos e aumentando 
a vida útil das tubulações; desde que bem operadas e localizadas nos sistema de 
distribuição de água. Com a diminuição das perdas de água, as companhias de 
saneamento e a população economizam, além de diminuir a quantidade de água 
retirada dos mananciais, contribuindo para a preservação do meio ambiente. 
 
 
 
 
20
 
4.3. Variação de rotação de bombas por inversor de freqüência 
 
 Os inversores de freqüência são equipamentos eletrônicos acoplados aos 
conjuntos motor-bombas, cuja função é o controle da velocidade de rotação dos 
motores elétricos a corrente alternada (AC). Com a alteração da rotação, 
observada as leis de semelhança física das máquinas hidráulicas rotativas, 
equações 1 a 4, as curvas de funcionamento da bomba (altura manométrica x 
vazão, etc) são alteradas, mudando assim o ponto de operação do sistema 
(Figura 4.3). 
 
 
 
 
Figura 4.3 - Curva de Funcionamento da Bomba para Diferentes Rotações 
 
 
 
 
21
 
Existem dois tipos de inversores de freqüência disponíveis no mercado: o 
escalar e o vetorial. A diferença entre inversor escalar e vetorial está basicamente 
na curva torque x rotação. No inversor escalar, por ser uma função de V/F 
(tensão/freqüência), este não oferece altos torques em baixas rotações, pois o 
torque é função direta da corrente de alimentação. A curva V/F pode ser 
parametrizada no inversor escalar. O inversor vetorial não possui uma curva 
parametrizada, na verdade essa curva varia de acordo com a solicitação de 
torque, portanto este possui circuitos que variam a tensão e a freqüência do 
motor, através do controle das correntes de magnetização (IM) e do rotor (IR). O 
inversor vetorial é indicado para torque elevado com baixa rotação, controle 
preciso de velocidade e torque regulável. Já o escalar é indicado para partidas 
suaves, operação acima da velocidade nominal do motor e operação com 
constantes reversões. 
Conforme (Capelli, 2002), a função de um inversor de freqüência não se 
limita a controlar a velocidade de um motor AC. Ele precisa manter o torque 
constante para que não haja alteração na rotação. Também segundo (Capelli, 
2002), os inversores são classificados em quatro blocos (Figura 4.4): 
 
• 1º bloco – CPU (unidade central de processamento) é formada por um 
microprocessador ou um CLP. Neste bloco todos os parâmetros e dados 
do sistema são armazenados. Executa ainda funções vitais como: geração 
de pulsos de disparos dos IGBT’s, que nada mais são que transistores que 
fazem a conexão do circuito, alterando o sentido da corrente que circula no 
motor; 
• 2º bloco – IHM (interface homem máquina) . Esse dispositivo permite 
visualizar de forma o inversor está parametrizado e se necessário ser 
alterado; 
• 3º bloco – Interfaces . O comando pode ser analógico ou digital. 
Normalmente para controle da velocidade de rotação utiliza-se tensão 
analógica (situada entre 0 e 10 Vcc), sendo que essa velocidade será 
proporcional ao seu valor; 
 
 
 
 
22
 
• 4º bloco – Etapa de Potência. É constituída por um circuito retificador que 
alimenta através de um barramento de corrente contínua (DC), o módulo 
IGBT. 
 
 
 
O inversor também altera a tensão oriunda do barramento DC através da 
modulação por largura de pulso (PWM). Quando a tensão tem que aumentar, os 
pulsos são alargados, quando precisa diminuir, os pulsos são estreitados. Para 
exemplificar o controle exercido pela variação da rotação sobre as características 
do bombeamento, com base nas leis de semelhança fornecidas anteriormente, 
seja a curva carga x vazão (H x Q), para a rotação nominal (ou de referência NR), 
dada por um ajuste polinomial de segunda ordem da curva do fabricante: 
 
 
FIGURA 4.4 – Diagrama de Blocos de um inversor de freqüência. Fonte: Capelli 2002. 
 
 
 
 
 
23
 
 
 
sendo, a, b e c coeficientes de ajuste da curva. A dependência da rotação N com 
a freqüência f dada pela relação: 
onde P é o numero de pólos do motor AC. Tomando a rotação nominal para a 
freqüência de 60 Hz, então a equação 6 pode ser posta na dependência da 
freqüência como: 
As demais curvas características da bomba, como as curvas de torque e de 
potência, podem ser obtidas de forma análoga a apresentada para a curva de 
carga, no caso particular da potência: 
com c, d e e, coeficientes de ajuste da curva de potência. 
 Como descrito anteriormente, no caso do inversor escalar é mantida a 
relação V/F, assim para os valores nominais de tensão de 240 V, na freqüência 
de 60 Hz, V/F = 4, podendo ser construído o gráfico tensão de alimentação x 
freqüência. (Figura 3) e, observar sua relação direta com as equações (8) e (9). 
Cabe observar que para valores de freqüência superiores a 60 Hz (bomba 
trabalhando acima de sua rotação nominal), a relação V/F não se mantém 
constante, assim, como torque é função da corrente de alimentação, assim ao 
abaixá-la, devido a redução da relação tensão/freqüência, o torque cai, podendo 
produzir sobressaltos no motor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24
 
4.4. Modelos utilizados para simulação hidráulica 
 
 Existem diversos modelos que podem ser utilizados para efetuar 
simulações hidráulicas. A seguir estão descritos alguns programas com as suas 
respectivas características 
A Agência de Proteção Ambiental Americana (US EPA) desenvolveu o 
modelo EPANET que permite executar simulações estáticase dinâmicas do 
comportamento hidráulico e de qualidade da água de sistemas de distribuição sob 
pressão. Uma rede é constituída por tubulações, bombas, válvulas, reservatórios 
de nível fixo e/ou reservatórios de nível variável. O modelo EPANET permite obter 
os valores da vazão em cada tubulação, da pressão em cada nó, da altura de 
água em cada reservatório de nível variável e da concentração de espécies 
químicas através da rede, durante um período de simulação, subdividido em 
múltiplos passos de cálculo. (ROSMAN, 2000) 
Segundo (ROSSMAN, 2000), O modelo EPANET contém um conjunto de 
ferramentas de cálculo para apoio à simulação hidráulica, dentre estas a 
modelação da relação entre pressão e vazão de dispositivos emissores do tipo 
orifício, os quais fazem com que a vazão efluente dependa da pressão. 
Esses dispositivos também podem ser utilizados para simular perdas em 
tubulações (se o coeficiente de perdas e o expoente do emissor forem 
estimados). O EPANET modela os dispositivos emissores como uma propriedade 
do nó e não como um componente separado. (ROSSMAN, 2000) 
O MIKE NET usa o mecanismo numérico do EPANET e é aplicável para 
simulações de: demandas nodais, análises de hidrante/vazão de incêndio, curvas 
de perda de carga do sistema, características do reservatório, idade da água, 
decaimento/concentração de cloro, percurso e concentração de poluentes, 
modelagem on-line baseada em SCADA. O MIKE NET foi desenvolvido em 
cooperação com BOSS Internacional, EUA. (Barroso, 2005) 
O WaterCAD foi desenvolvido pela Haestad Methods, é um sistema de 
gerenciamento de informações geográficas completo para: análise da qualidade 
da água, determinação da vazão de incêndio exigida, calibração de grandes redes 
de distribuição, entre outros. O WaterCAD é uma ferramenta sofisticada que 
 
 
 
 
25
 
permite a engenheiros e responsáveis pelas decisões analisar e gerenciar as 
redes de distribuição com exatidão e eficiência sem precedência. (Barroso, 2005) 
O FINESSE, software de modelagem da Water Software Systems, Reino 
Unido, é um pacote completamente integrado de simulação hidráulica, 
programação ótima de bomba e gerenciamento de vazamentos. O FINESSE é 
usado atualmente nos países Britânicos e Europeus. O software é compatível 
com pacotes de simulação hidráulica (EPANET, GINAS, WATNET) e pode ser 
ligado a GIS e SCADA. (Barroso, 2005) 
O SCAnet é uma aplicação de apoio para operação de redes de 
abastecimento de água, que interliga um sistema SCADA com a ferramenta de 
simulação hidráulica EPANET. Esta integração permite a simulação de ações de 
controle sobre a situação real da rede, assim como reprodução e simulação de 
registros passados pelo sistema. O SCAnet foi desenvolvido pelo grupo GRyCAP 
para o caso da rede de Valência, demonstrando as vantagens da conexão 
modelo-SCADA. (Barroso, 2005) 
Dentre os modelos citados de simulação hidráulica foi escolhido o 
EPANET, por ser um software de domínio público, bem elaborado e utilizado em 
vários trabalhos da literatura (ARIMA & CYBIS (1999), ALONSO et al. (2000), 
DIAS et al. (2000), SOARES (2003), VIEGAS (2003), apresentando desempenho 
satisfatório. (Barroso, 2005) 
 
4.5. Calibração dos modelos de Simulação das Redes de Distribuição 
 
A calibração é, segundo CESARIO & DAVIS (1984) o processo de ajuste 
fino de um modelo até a simulação das condições reais com um grau de exatidão 
estabelecido, para um horizonte de tempo específico. 
Para WALSKI (2001) calibração é o processo de comparação entre os 
resultados simulados e as observações de campo. O processo de calibração 
inclui mudanças nas demandas do sistema, ajuste fino da rugosidade das 
tubulações, alteração de características de operação de bombas e outros ajustes 
dos dados de entrada do modelo que afetem os resultados simulados. 
 
 
 
 
 
26
 
Os principais objetivos da calibração, segundo DIAS (2000), são: 
 
▪ Estabelecer um modelo credível; 
▪ Criar um termo de comparação; 
▪ Estabelecer um instrumento de previsão; 
▪ Adquirir conhecimentos e compreender o funcionamento do sistema; 
▪ Descobrir erros de construção, ou outros, no sistema. 
A calibração de um modelo deve seguir várias etapas definidas 
previamente, tendo em vista alcançar os objetivos pretendidos. Dias (2000) 
enumera sete passos para calibração de um modelo: 
1. Identificação do uso pretendido para o modelo; 
2. Determinação das estimativas iniciais dos parâmetros do modelo; 
3. Coleta dos dados para calibração; 
4. Avaliação dos resultados do modelo; 
5. Execução da macro-calibração; 
6. Realização da análise de sensibilidade; 
7. Execução da micro-calibração. 
 
Os autores citam que as diferenças entre os resultados da aplicação do 
modelo e as observações de campo podem ser causadas por diversos fatores: 
▪ Erros na modelação dos parâmetros (valores de rugosidade de tubulações e 
distribuição de demandas nodais); 
▪ Geometria incorreta da rede (tubos conectados aos nós errados); 
▪ Definição incorreta dos limites das zonas de pressão; 
▪ Dados incorretos da rede (diâmetro dos tubos, comprimento, etc.); 
▪ Erros nas condições de contorno (ou seja, incorreções nos dados de válvulas 
redutoras de pressão, nível d’água nos reservatórios, curvas de bomba, etc.); 
▪ Erros em registros da operação do sistema (por exemplo, bombas partindo e 
parando em períodos incorretos); 
▪ Incorreções no equipamento de medição; 
▪ Erros de leitura nos instrumentos. 
 
 
 
 
27
 
 
4.6. Análise econômica de projetos 
 
As ações de combate às perdas de água e de energia nos sistemas de 
abastecimento de água e de esgotamento sanitário são, atualmente, medidas 
imprescindíveis e inadiáveis para garantir a sustentação econômica da grande 
maioria das empresas de saneamento existentes no Brasil e no mundo. Qualquer 
conjunto de ações a executar em um sistema de saneamento, visando melhorar 
sua eficiência, em termos de redução das perdas de água e energia, necessita de 
um estudo técnico, ambiental e econômico para verificar sua viabilidade. A 
viabilidade técnica e ambiental das ações físicas e operacionais, com vistas a 
melhorar a eficiência dos sistemas no setor de saneamento, é necessária, mas 
não é suficiente. Além da viabilidade técnica e ambiental é necessário que haja 
um estudo de viabilidade econômica que demonstre que os custos de 
investimentos e operação aplicados para melhorar a eficiência do sistema, gerem 
benefícios que possam garantir a sustentabilidade econômica da sua exploração 
(GOMES, 2004). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28
 
5. METODOLOGIA 
 
5.1. LEVANTAMENTO DE DADOS 
 
 Todos os dados necessários para a realização do estudo, diâmetro e 
comprimento da tubulação, cotas do terreno, nº de ligações, dados característicos 
dos equipamentos instalados, foram obtidos através do levantamento em campo e 
consulta ao cadastro (técnico, comercial, cartográfico) no setor de 
geoprocessamento da EMBASA. 
 
5.2. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO 
 
Inicialmente foi efetuado o estudo sobre eficiência energética e operacional 
em sistemas de abastecimento de água. Observou-se em destaque, pelos 
autores, a utilização do EPANET como ferramenta para permitir simular e 
diagnosticar as alternativas a serem empregadas para o melhoramento da 
eficiência dos sistemas de abastecimento. Foi necessário, portanto, pesquisar e 
estudar o programa EPANET, a fim de utilizar como ferramenta para otimizar o 
sistema de abastecimento de água em estudo. 
 
5.3. DESCRIÇÃO E LOCAL DO SISTEMA EM ESTUDO 
 
O Sistema em estudo é composto pelo Booster de Ovo da Ema (Figura 5.1) 
e pela EEAT São Cristóvão (Figura 5.2), localizados na zona rural, pertencente ao 
SIAA de Feira de Santana. A EEAT - São Cristovão foi implantada em 1992 e o 
Booster de Ovo da Ema implantado em 2000, ambos projetados para um 
horizonte de 10 anos. Atualmente o sistema opera com 697 ligações domiciliares.Segundo informações obtidas em campo e no setor de operações da 
EMBASA, o sistema apresenta regiões com problemas de desabastecimento, 
necessitando que sejam efetuadas manobras diárias, através de válvulas 
manuais, para possibilitar o abastecimento dessas regiões. 
 
 
 
 
29
 
l 
 Figura 5.1 - Booster de Ovo da Ema 
 
 
 
 
 Figura 5.2 - EEAT São Cristovão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
30
 
5.4. ANÁLISE DOS PARÂMETROS HIDRÁULICOS 
 
Foi modelado inicialmente no EPANET à situação atual, a fim de 
caracterizar e constatar os problemas geradores de desabastecimento de água. 
Com o modelo implantado no EPANET referente à situação atual, foi efetuado 
intervenções buscando diagnosticar as alternativas para regularizar o 
abastecimento e otimizar o consumo com energia elétrica do sistema. Foi feita 
avaliação de três alternativas, descritas no capitulo 6.0. 
Para efetuar as simulações no EPANET, foi necessário definir os dados de 
entrada descritos abaixo, de acordo com as informações levantadas no setor de 
geoprocessamento da EMBASA (cadastros técnico, comercial, cartográfico). 
 
a) PROPRIEDADES DOS NÓS DA REDE 
 
Descritivo do cálculo da demanda dos nós: 
DADOS: 
 
Consumo per capta: q = 120 l/hab/dia 
Nº. de habitantes por residência = 05 
Coeficiente do dia de maior consumo: K1 = 1,20 
Coeficiente da hora de maior consumo: K2 = 1,50 
Nº Horas de Operação = 24h/d 
 
Calculo da vazão específica : 
 
 
 
 
 Setor 01: 325 Ligações (São Critovão, Genipapo, entrocamento de tanquinho) 
 Setor 02: 372 Ligações (Ovo da ema, Garapa, Formiga, Lagoa Salgada) 
 Ligações = 697 Extenção total da rede: L = 30256 m 
 
 
 
 
 
 
 
 
msl
L
qkkLigações
qm ./86400
21)5(
⇒
×
××××=
mslqm ./1080,23025686400
1205,12,1)5697( 4−×⇒
×
××××=
 
 
 
 
31
 
Tabela 6.1 - Demandas de água, cotas e distâncias entre nós 
 
NÓ Demanda (l/s) COTA l(m)
5 0,000 259
6 0,256 254 914
7 0,018 254 65
8 0,365 250 1303
9 0,425 249 1519
10 0,390 246 1394
11 0,234 243 834
12 0,525 243 1874
13 0,842 247 3006
14 0,306 265 1092
15 0,227 253 809
16 0,069 252 246
17 0,057 243 205
18 0,565 243 2019
19 0,551 243 1969
20 0,294 245 1050
21 0,095 245 340
5- 0,0868 247 310
6- 0,28784 247 1028
7- 0,31024 217 1108
8- 0,17556 219 627
9- 0,09772 221 349
10- 0,1358 254 485
11- 0,07812 259 279
12- 0,01624 259 58
13- 0,1176 258 420
14- 0,12068 258 431
15- 0,11732 251 419
16- 0,05096 253 182
17- 0,112 254 400
18- 0,28028 254 1001
19- 0,09408 253 336
20- 0,10136 251 362
21- 0,08764 246 313
22- 0,01484 248 53
23- 0,24304 247 868
24- 0,13384 247 478
25- 0,09688 250 346
Qt= 7,9778
Setor 01: São Critovão, Genipapo, entrocamento de tanquinho
325 ligações
Setor 02: Ovo da ema, Garapa, Formiga, Lagoa Salgada
372 ligações
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32
 
b) PROPRIEDADES DAS TUBULAÇÕES DOS TRECHOS DA REDE: 
 
Para o cálculo de perda de carga continua foi utilizado a Opção Darcy-
Weisbach (D-W), selecionada no EPANET. Para as propriedades das tubulações 
Foram utilizados os dados da Tabela 6.2, levantados através de consulta ao 
cadastro no setor de geoprocessamento da EMBASA. 
 
 
Tabela 6.2 - Diâmetros, comprimentos e rugosidades dos tubos 
Trecho Comprimento (m) DN Material Diâmetro interno ( mm) Rugosidade(mm) 
2 766 50 PVC 53.4 0,01
4 53 50 PVC 53.4 0,01
5 862 50 PVC 53.4 0,01
6 313 50 PVC 53.4 0,01
7 336 50 PVC 53.4 0,01
8 549 50 PVC 53.4 0,01
10 431 50 PVC 53.4 0,01
11 419 50 PVC 53.4 0,01
12 279 50 PVC 53.4 0,01
13 58 50 PVC 53.4 0,01
14 420 50 PVC 53.4 0,01
9 182 50 PVC 53.4 0,01
16 282 50 PVC 53.4 0,01
17 946 50 PVC 53.4 0,01
19 1028 50 PVC 53.4 0,01
20 1108 50 PVC 53.4 0,01
21 278 50 PVC 53.4 0,01
22 229 50 PVC 53.4 0,01
24 914 100 PVC 108.4 0,01
27 673 50 PVC 53.4 0,01
28 834 75 PVC 77.2 0,01
29 245 75 PVC 77.2 0,01
30 205 75 PVC 77.2 0,01
31 2069 75 PVC 77.2 0,01
32 1092 50 PVC 53.4 0,01
33 809 50 PVC 53.4 0,01
34 1363 50 PVC 53.4 0,01
35 409 50 PVC 53.4 0,01
36 421 50 PVC 53.4 0,01
37 340 50 PVC 53.4 0,01
38 65 100 PVC 108.4 0,01
39 1303 75 PVC 77.2 0,01
23 246 50 PVC 53.4 0,01
1 478 50 PVC 53.4 0,01
26 689 50 PVC 53.4 0,01
3 438 50 PVC 53.4 0,01 
 
 
 
 
 
 
33
 
c) PROPRIEDADES DO CONJUNTO MOTOR-BOMBA 
 
 As Curvas das bombas foram obtidas através de consulta nos Manuais de 
Bombas Centrífugas dos fabricantes KSB e DACOR, de acordo com os modelos 
das bombas instaladas no Booster de Ovo da Ema e na EEAT São Cristovão. 
Para calibrar o modelo no EPANET foi efetuado o levantamento das curvas reais 
no campo, com o apoio da equipe de pitometria da EMBASA. Os dados de 
entrada para propriedades das curvas estão descritos na Figura 6.3 e na Figura 
6.4. 
 
 Figura 6.3 – Curva Característica da bomba instalada no Booster de Ovo da Ema 
 
 
 
 Figura 6.4 - Curva Característica da bomba instalada na EEAT- São Cristovão 
 
 
 
 
34
 
5.5. ANÁLISE DOS PARÂMETROS ENERGÉTICOS 
 
Para a análise dos parâmetros energéticos, foi feito levantamento de dados 
no setor de controle energético da EMBASA em Feira de Santana, referentes ao 
custo atual com energia elétrica do sistema. A seguir foi estimado o custo do 
consumo futuro referente às alternativas propostas pelo estudo. 
 
5.6. ANÁLISE ECONÔMICA 
 
 Para a análise econômica foi avaliado o custo mensal, referente ao 
investimento, com amortização de capital, somado ao custo de energia elétrica 
consumida pelo Sistema, considerando um horizonte de projeto de dez anos. Esta 
análise permitiu comparar as alternativas propostas para otimização do sistema e 
identificar a mais vantajosa economicamente para a empresa. O procedimento de 
cálculo utilizado para obter o custo total mensal está descrito abaixo. 
 
1)1(
)1(
.
..
−+
+×
=
n
ma
n
mama
i
iiP
A 
 
)(
.
)(
. )1()1(
anosn
ma
mesesn
aa ii +=+ 
 
energiaTotal CAC += 
 
P: Valor presente (investimento de acordo orçamento alternativa proposta); 
A: Valor das parcelas com amortização de capital (mês); 
i a.m: Taxa de juros ao mês; 
i a.a: Taxa de juros anual = 12 % a.a; 
energiaC : Custo mensal com energia elétrica; 
CTotal = Custo Total mensal de Investimento e Operacional.; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35
 
6. RESULTADOS 
 
6.1. DIAGNÓSTICO E SIMULAÇÃO REFERENTE À SITUAÇÃO A TUAL 
 
 O modelo implementado no EPANET encontra-se em processo de 
calibração através de ajustes com os levantamentos e ensaios no campo, com o 
intuito de obter uma simulação confiável. Porém, de acordo com a modelagem e 
simulação efetuadas do sistema em análise no EPANET, já foi possível constatar 
regiões com pressões negativas e pontos com pressões dinâmicas abaixo do 
limite estabelecido pela NBR 12218 (Figura 6.2), que é de 10mH2O. O que 
caracteriza regiões com problemas de desabastecimento com água tratada. A 
tabela 6.3 apresenta o resumo da simulação. 
 
 
 
 
36 
 
FIGURA 6.2 - Modelagem do Sistema de abastecimento de água São Cristovão / Ovo da Ema – Situação atual 
 
 
 
 
37
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABELA 6.3 - Resumo da Simulação - Situação Atual
 ID do Nó Cota(m) Consumo(LPS) Carga Hidráulica(m) Pressão(mH2O) 
Nó 24 247 0.13 286.20 39.20 
Nó 23 247 0.24 286.25 39.25 
Nó 22 248 0.01 286.90 38.90 
Nó 19 253 0.09 286.97 33.97 
Nó20 251 0.10 286.74 35.74 
Nó 21 246 0.09 286.73 40.73 
Nó 18 254 0.28 287.98 33.98 
Nó 17 254 0.11 290.80 36.80 
Nó 15 251 0.12 293.74 42.74 
Nó 14 258 0.12 293.70 35.70 
Nó 13 258 0.12 297.42 39.42 
Nó 12 259 0.02 297.45 38.45 
Nó 11 259 0.08 297.46 38.46 
Nó 10 254 0.14 297.55 43.55 
Nó 1-EEAT 259 0.00 303.38 44.38 
Nó 16 253 0.05 292.53 39.53 
Nó 25 250 0.10 286.85 36.85 
Nó 6 247 0.29 261.44 14.44 
Nó 7 217 0.31 259.95 42.95 
Nó 8 219 0.18 259.81 40.81 
Nó 9 221 0.10 259.80 38.80 
Nó 5 257 0.09 262.00 5.00 
Nó 5- 259 0.00 296.36 37.36 
Nó 6- 254 0.26 293.62 39.62 
Nó 8- 250 0.37 275.39 25.39 
Nó 11- 243 0.23 268.29 25.29 
Nó 17- 243 0.06 267.93 24.93 
Nó 12- 243 0.52 267.63 24.63 
Nó 18- 243 0.56 254.67 11.67 
Nó 19- 243 0.55 252.93 9.93 
Nó 20- 245 0.29 252.54 7.54 
Nó 21- 245 0.09 252.53 7.53 
Nó 13- 247 0.84 264.40 17.40 
Nó 14- 265 0.31 262.27 -2.73 
Nó 15- 253 0.23 261.81 8.81 
Nó 9- 249 0.42 273.11 24.11 
Nó 10- 246 0.39 272.49 26.49 
Nó 7- 254 0.02 293.44 39.44 
Nó 16- 252 0.07 261.80 9.80 
Nó d 250 0.00 275.39 25.39 
RNF CXR 261 -2.76 261.00 0.00 
RNF 1 260 -5.22 260.00 0.00 
 Nós às 17:00 Horas
 
 
 
 
38
 
6.1.3 ANÁLISE DOS PARÂMETROS ENERGÉTICOS DA SITUAÇÃ O ATUAL 
 
 
 A EEAT - São Cristovão possui a tarifa contratada (A4: horosazonal-verde) 
no valor de 0,15233 R$/kWh e o Booster Ovo da Ema uma Tarifa Contratada no 
valor 0,44228 R$/kWh referente ao contrato Bifásico B3. 
 Os Custos mensais com energia elétrica da EEAT de São Cristovão e do 
Booster de Ovo da Ema foram levantados no setor de controle energético da 
EMBASA em Feira de Santana. A EEAT São Cristóvão apresentou um custo 
médio, em 2007, de R$ 1.779,32 e o Booster de Ovo da Ema um custo médio de 
R$ 1.226,84. O custo anual do Sistema com energia elétrica nesse mesmo ano foi 
de R$ 36.074,01. As Tabelas 6.4 e 6.5 descrevem os custos. Verifica-se, 
Portanto, um alto valor da tarifa contratada no Booster de Ovo da Ema, quando 
comparado com a tarifa da EEAT de São Cristovão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 
 
UNIDADE DE NEGÓCIO: UNF Nº DO CONSUMIDOR: 20027 6353 DADOS DO CONTRATO
POTENCIA INST CV 5 2686,4 DEMANDA
SISTEMA: F. SANTANA UNID. CONSUMIDORA: PERÍODO SECO PERÍODO UMIDO
GRUPO : B3- 2 BOOSTER- OVO DA EMA NA PONTA F. PONTA NA PONTA FOR A DE PONTA
MÉDIA : 1300 KW
MÊS
ANO DIFERENÇA ENCARGO
TIP DEVOLUÇÃO DE ICMS CAPACIDADE TOTAL
DIAS (R$) RESOLUÇÃO DECRETO EMERGENCIAL (R$)
FAT. NP FP NP FP NP FP NP FP NP FP 24/ANEEL 8.088 (R$)
Jan./ 07 2.857,00 2.857,00
31 1.204,28 1.204,28
Fev./ 07 1.329,00 1.329,00
28 557,63 557,63
Mar./ 07 3.092,00 3.092,00
31 1.297,89 1.297,89
Abr./ 07 3.550,00 3.550,00
30 1.499,66 1.499,66
Mai./ 07 3.043,00 3.043,00
29 1.323,88 1.323,88
Jun./ 07 3.539,00 3.539,00
31 1.567,98 1.567,98
Jul./ 07 2.947,00 2.947,00
31 1.312,06 1.312,06
Ago./ 07 2.605,00 2.605,00
32 1.155,08 1.155,08
Set./ 07 2.686,00 2.686,00
31 1.180,04 1.180,04
Out./ 07 2.409,00 2.409,00
28 1.056,51 1.056,51
Nov./ 07 2.708,00 2.708,00
32 1.195,93 1.195,93
Dez./ 07 3.124,00 3.124,00
32 1.371,18 1.371,18
NO ANO 0,00 33.889,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 33.889,00
0,00 14.722,12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 14.722,12
Custo Médio(R$) 1.226,84
DEMANDA 
MÉDIA : 4000 KW 
(Kw/R$) (Kvar/R$) (Kvrh/R$)
CONSUMO REATIVO
(Kwh/R$) (Kw/R$) ULTRAPASSAGEM REATIVA EXECEDENTE
CONSUMO DEMANDA DEMANDA
Tabela 6.4 – Planilha de custos e consumo com energia elétrica do Booster de Ovo da Ema. 
 
 
 
 
 
 
40 
 
UNIDADE DE NEGÓCIO: UNF Nº DO CONSUMIDOR: 32186 696 DADOS DO CONTRATO
POTENCIA INST CV 7 3760,96 Nº DO CONSUMIDOR ATUAL: DEMANDA=30 kw-05/nov/98 MÊS/ ANO: NOVEMBRO/98
SISTEMA: F. SANTANA UNID. CONSUMIDORA: EEAT-SÃO CRIS TOVÃO PERÍODO SECO PERÍODO UMIDO
GRUPO : A4PRIMÁRIA NA PONTA F. PONTA NA PONTA FORA DE PONTA
Mudança de terifa para HORO VERDE em outubro de 02 MÉDIA : 5900 KW 30 KW 30 KW
nº contrato=459,070300,1/98
MÊS
ANO DIFERENÇA ENCARGO
TIP DEVOLUÇÃO DE ICMS CAPACIDADE TOTAL
DIAS (R$) RESOLUÇÃO DECRETO EMERGENCIAL (R$)
FAT. NP FP NP FP NP FP NP FP NP FP 24/ANEEL 8.088 (R$)
Jan./ 07 166,97 3.323,77 30,00 3.520,74
29 202,93 452,93 555,47 1.211,33
Fev./ 07 324,70 4.443,99 30,00 0,01 4.798,70
32 392,82 602,78 552,92 0,01 1.548,53
Mar./ 07 341,02 4.470,13 30,00 4.841,15
29 412,73 606,59 553,15 1.572,47
Abr./ 07 266,41 4.525,48 30,00 4.821,89
29 327,74 619,80 565,11 1.512,65
Mai./ 07 360,03 4.481,81 30,00 0,03 4.871,87
29 475,27 682,71 612,89 0,04 1.770,91
Jun./ 07 434,98 4.629,11 30,00 5.094,09
32 575,22 706,40 613,96 1.895,58
Jul./ 07 458,42 4.625,72 30,00 5.114,14
30 609,17 709,30 616,95 1.935,42
Ago./ 07 473,12 4.697,99 30,00 5.201,11
30 626,16 717,47 614,46 1.958,09
Set./ 07 480,83 5.322,52 30,00 5.833,35
32 630,50 805,35 608,79 2.044,64
Out./ 07 496,56 5.257,33 30,00 5.783,89
31 650,00 794,11 607,74 2.051,85
Nov./ 07 449,39 5.544,23 30,00 6.023,62
32 592,36 843,27 611,98 2.047,61
Dez./ 07 448,96 4.493,81 30,00 4.972,77
30 577,46 617,13 608,22 1.802,81
NO ANO 4.701,39 55.815,89 0,00 360,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 60.877,32
6.072,36 8.157,84 0,00 7.121,64 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 21.351,89
Custo Médio (R$) 1.779,32
MÉDIA : 5600 KW 
CONSUMO DEMANDA DEMANDA DEMANDA 
(Kwh/R$) (Kw/R$) ULTRAPASSAGEM REATIVA
(Kw/R$) (Kvar/R$) (Kvrh/R$)
CONSUMO REATIVO
EXECEDENTE
 Tabela 6.5 – Planilha de custos e consumo com energia elétrica da EEAT São Cristovão. 
 
 
 
 
 
 
 
41
 
6.2. ESTUDO DAS ALTERNATIVAS 
 
 Esse capítulo apresenta as alternativas possíveis, diagnosticadas através 
das simulações com o EPANET, para regularizar o abastecimento com água 
tratada, equilibrar as pressões e melhorar a eficiência do consumo com energia 
elétrica do sistema de abastecimento de água São Cristovão/Ovo da Ema. 
 
6.2.1. ALTERNATIVA 01 
 
Essa alternativa tem como proposta integrar o sistema de Ovo da Ema e 
São Cristóvão a partir do redimensionamento da EEAT de São Cristovão. Ela foi 
obtida através da modelagem (Figura 6.3) e simulações (Relatório completo - 
anexo 04) com o EPANET, efetuando intervenções no modelo referente a 
situação atual. As intervençõesnecessárias para otimizar o sistema de 
abastecimento São Cristovão/Ovo da ema para a alternativa estão descritas a 
seguir: 
 
- Implantar 1.300m de rede de distribuição interligando a rede alimentadora de 
Ovo da Ema a Lagoa Salgada; 
- Substituir tubulação (trecho 12-13: DN 75 para DN 100); 
- Instalar válvula redutora de pressão (trecho 1-5); 
- Implantar 1.700m de rede de distribuição DN 100 mm, interligando a EEAT 
São Cristóvão a rede alimentadora de Ovo da Ema; 
- Executar 110 novas ligações domiciliares; 
- Instalar novo conjunto motor-bomba (KSB 32-200 202mm 15cv); 
- Instalar painel de comando elétrico com inversor de freqüência para 
acionamento do novo conjunto motor-bomba. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
42 
 
FIGURA 6.3 - Modelagem do Sistema Integrado São Cristovão / Ovo da Ema – Alternativa 01 
 
 
 
 
43
 
Para executar a simulação dinâmica foi criada a curva de modulação (Figura 
6.4), para representar a variação periódica dos consumos nos nós ao longo do 
tempo. 
 
Figura 6.4 – Curva de Variação de Consumo nos nós 
 
 
 Para equilibrar hidraulicamente o sistema diante das variações de 
consumo foi inserido o gráfico de variação de velocidade do motor elétrico (Figura 
6.5), representando a utilização do inversor de freqüência. O intervalo em aberto 
das 18 às 21 horas significa que a unidade ficará fora de operação durante o 
horário de ponta da concessionária de energia elétrica. 
 
 
 Figura 6.5 – Curva de Variação de Velocidade 
 
 
 
 
 
44
 
6.2.1.1 CUSTO ESTIMADO COM ENERGIA ELÉTRICA REFEREN TE À 
ALTERNATIVA 01 
 
 Essa alternativa tem como proposta redimensionar e integrar o sistema na 
EEAT de São Cristovão, que possui uma tarifa contrata de 0,15233 R$/kWh, 
desativar o Booster de Ovo da Ema, com tarifa contratada no valor 0,44228 
R$/kWh, e utilizar o inversor de freqüência para acionar o motor elétrico. 
Para análise energética do SIAA São Cristóvão foram verificadas as 
limitações do contrato (Nº 32186696) junto à concessionária de energia elétrica 
(Coelba). Com as informações obtidas constatou-se que o contrato existente 
contempla as mudanças da alternativa analisada. 
 O cálculo do consumo com energia elétrica foi determinado a partir da 
seguinte formula: 
 
 
5,1692$)43,2030(15233,063025,11)( RDemandapNPC benergia =×+××=+××= 
 
00,310.20$5,169212 RxCanual == 
 
 
Cenergia: Custo mensal com energia da alternativa I, em unidades monetária ( $R ); 
POT: Potência dimensionada na alternativa I (11,25 KW); 
Nb = Número de horas de bombeamento por mês (21x30=630 h / mês; 
p: custo da energia, de acordo com o contrato (Nº 32186696), tarifa: A4-HV= 0,15233 $R /kWh. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
45
 
6.2.1.2. ANÁLISE ECONÔMICA REFERENTE À ALTERNATIVA 01 
 
 
 O Custo mensal para o horizonte de projeto de 10 anos da Alternativa I, foi 
determinado de acordo com o investimento referente às intervenções necessárias 
para a Alternativa analisada, discriminadas no orçamento da alternativa 01 (anexo 
01) somado ao custo mensal de energia elétrica. Os cálculos estão descritos a 
seguir: 
 
99,888.1$
1)1(
)1(
.
.. RA
i
iiP
A
n
ma
n
mama =⇒
−+
+×
= 
 
%949,0112,1)1()12,01( 12.
12
.
1 =−=⇒+=+ mama ii 
 
 
49,581.3$5,692,199,888.1 RCAC energiaTotal =+=+= 
 
 
P: Valor presente (investimento de acordo orçamento alternativa I) = $R 134.971,03; 
A: Valor das parcelas com amortização de capital (mês); 
i a.m: Taxa de juros ao mês; 
i a.a: Taxa de juros anual = 12 % a.a; 
CTotal = Custo Total mensal; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
46
 
6.2.2. ALTERNATIVA 02 
 
Essa alternativa tem como proposta redimensionar o booster de Ovo da 
Ema, mantendo separado do sistema de São Cristóvão. Ela foi obtida através da 
modelagem (Figura 6.4) e simulações com o EPANET, efetuando intervenções no 
modelo referente a situação atual. As intervenções necessárias para otimizar o 
sistema de abastecimento São Cristovão / Ovo da ema estão descritas abaixo: 
 
- Implantar 1.300m de rede de distribuição interligando a rede alimentadora de 
Ovo da Ema a Lagoa Salgada; 
- Substituir tubulação (trecho 12-13: DN 75 para DN 100); 
- Instalar válvula redutora de pressão (trecho 1-5); 
- Executar 110 novas ligações domiciliares; 
- Instalar novo conjunto motor-bomba no booster (KSB 32-160 176mm 10cv ); 
- Instalar painéis de comando elétrico com inversor de freqüência para 
acionamento dos conjuntos motor-bomba, na EEAT São Cristovão e no 
Booster Ovo da Ema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
47 
 
FIGURA 6.4 - Modelagem do sistema de distribuição de água - Alternativa 02 
 
 
 
 
48
 
6.2.2.1. CUSTO ESTIMADO COM ENERGIA ELÉTRICA REFERE NTE À 
ALTERNATIVA 02 
 
 
 Para análise energética do Booster Ovo da Ema foi verificado as limitações 
do contrato (Nº 0200276353) junto à concessionária de energia elétrica (Coelba). 
Com as informações obtidas constatou-se que o contrato existente contempla as 
mudanças da alternativa analisada. 
 O cálculo do consumo de energia elétrica foi determinado de acordo 
com a seguinte formula: 
 
76,050.2$44228,063036,7 RpNPC benergia =××=××= 
 
Cenergia: Custo mensal com energia da alternativa II, em unidades monetária ( $R ); 
POT: Potência dimensionada na alternativa 02 ( 7,36 KW ); 
Nb = Número de horas de bombeamento por mês (21x30=630 h / mês ); 
p: custo da energia, de acordo com o contrato ( Nº 0200276353), tarifa: B3 = 0,44228 $R /kWh 
 
 
6.2.2.2. ANÁLISE ECONÔMICA REFERENTE À ALTERNATIVA 02 
 
 
 O Custo mensal para o horizonte de projeto de 10 anos da Alternativa 02, 
foi determinado de acordo com o investimento referente às intervenções 
necessárias para a Alternativa analisada, descriminadas no orçamento da 
alternativa II (anexo 02), somado com o custo mensal de energia elétrica. Os 
cálculos estão descritos a seguir: 
 
29,337.1$
1)1(
)1(
.
.. RA
i
iiP
A
n
ma
n
mama =⇒
−+
+×
= 
 
%949,0112,1)1()12,01( 12.
12
.
1 =−=⇒+=+ mama ii 
 
77,540.4$76,050.272,115229,337.1 RCAC energiaTotal =++=+= 
 
P: Valor presente (investimento de acordo orçamento alternativa II) = $R 95.551,40; 
A: Valor das parcelas com amortização de capital (mês); 
i a.m: Taxa de juros ao mês; 
i a.a: Taxa de juros anual = 12 % a.a; 
CTotal = Custo Total mensal; 
 
 
 
 
 
49
 
6.2.3. ALTERNATIVA 03 
 
Essa alternativa tem como proposta transferir o “booster” de ovo da Ema 
para a posição da elevatória do sistema na EEAT- São Cristovão, efetuando o 
dimensionamento de equipamentos independentes para os sistemas Ovo da Ema 
e São Cristovão. Ela foi obtida através da modelagem (Figura 6.5) e simulações 
com o EPANET, efetuando intervenções no modelo referente a situação atual. As 
intervenções necessárias para otimizar o sistema de abastecimento São 
Cristovão / O da ema estão descritas abaixo: 
 
- Implantar 1.300m de rede de distribuição interligando a rede alimentadora de 
Ovo da Ema a Lagoa Salgada; 
- Substituir tubulação (trecho 12-13: DN 75 para DN 100 ); 
- Instalar válvula redutora de pressão (trecho 1-5); 
- Implantar 1.700m de rede de distribuição, DN 100 mm, interligando a EEAT 
São Cristóvão a rede alimentadora de Ovo da Ema ; 
- Executar 110 ligações domiciliares; 
- Instalar novo conjunto motor-bomba (KSB 32-200 202mm 7,5cv) para 
abastecimento de Ovo da Ema; 
- Instalar painel de comando elétrico com inversor de freqüência para 
acionamento dos conjuntos motor-bomba. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
50 
 
 
FIGURA 6.5 - Modelagem do sistema de distribuição de água - Alternativa 03 
 
 
 
 
51
 
6.2.3.1 CUSTO ESTIMADO COM ENERGIA ELÉTRICA REFEREN TE À 
ALTERNATIVA 03 
 
Essa alternativa tem como proposta redimensionar equipamentos 
independentes para o Sistema de Ovo da Ema e São Cristovão instalados na 
EEAT – São Cristovão, que possui uma tarifa contrata de 0,15233 $/kWh, 
desativar o Booster de Ovo da Ema com tarifacontratada no valor 0,44228 
$/kWh, e utilizar o inversor de freqüência para acionar o motor elétrico. 
O cálculo do consumo de energia elétrica foi determinado de acordo com a 
seguinte formula: 
 
5,1692$)43,2030(15233,063025,11)( RDemandapNPC benergia =×+××=+××= 
Cenergia: Consumo de energia da alternativa I, em unidades monetária ( $R ); 
P0T: Potência dimensionada na alternativa I (11,25 KW ); 
Nb = Número de horas de bombeamento por mês (21x30=630 h / mês); 
p: custo da energia, de acordo com o contrato (Nº 32186696), tarifa: A4-HV= 0,15233 $R /kWh, 
Demanda = 20,43R$/KW. 
 
6.2.1.2. ANÁLISE ECONÔMICA REFERENTE À ALTERNATIVA 03 
 
 O Custo mensal para o horizonte de projeto de 10 anos da Alternativa 03, 
foi determinado de acordo com o investimento referente às intervenções 
necessárias para a Alternativa analisada, discriminadas no orçamento da 
alternativa 03 (anexo 03), somado ao custo mensal de energia elétrica. Os 
cálculos estão descritos a seguir: 
00,959.1$
1)1(
)1(
.
.. RA
i
iiP
A
n
ma
n
mama =⇒
−+
+×
= 
 
%949,0112,1)1()12,01( 12.
12
.
1 =−=⇒+=+ mama ii 
 
60,651.3$5,692,100,959.1 RCAC energiaTotal =+=+= 
 
 
P: Valor presente (investimento de acordo orçamento alternativa 03) = $R 139.980,04; 
A: Valor das parcelas com amortização de capital (mês); 
i a.m: Taxa de juros ao mês; 
i a.a: Taxa de juros anual = 12 % a.a; 
CTotal = Custo Total mensal; 
 
 
 
 
 
52
 
 
6.3. RESUMO DA ANÁLISE ECONÔMICA DAS ALTERNATIVAS 
 
De acordo com avaliação das alternativas propostas (Tabela 6.3.1) foi 
constatado que a alternativa 01 é mais vantajosa economicamente, apresentando 
para o horizonte de projeto de 10 anos um custo mensal de R$ 2.267,83. A 
questão energética foi o principal fator para demonstrar a economia da alternativa 
01, caracterizada com sistema trifásico 380V e tarifa contratada A4 (horosazonal 
- verde) no valor de 0,15233 $/kWh, enquanto a alternativa 02 possui uma tarifa 
contratada no valor 0,44228 $/kWh referente ao contrato Bifásico B3. A economia 
mensal com energia elétrica foi estimada em R$1.313,66, de acordo com as 
intervenções referentes à alternativa 01 proposta. 
 
Tabela 6.3.1 – Resumo da análise econômica das alternativas 
ALTERNATIVA 01 R$ 1.888,99 R$ 1.692,50 R$ 3.581,49
ALTERNATIVA 02 R$ 1.337,29 R$ 4.540,77 R$ 5.878,06
ALTERNATIVA 03 R$ 1.959,00 R$ 1.692,50 R$ 3.651,50
SITUAÇÃO ATUAL R$ 3.006,16
ECONÔMICA MENSAL COM ENERGIA ELÉTRICA (ALTERNATIVA I X SITUAÇÃO ATUAL) = R$ 1.313,66
ECONÔMICA COM ENERGIA ELÉTRICA ANUAL = R$ 15.763,92
R$ 2.267,83
CUSTO INVESTIMENTO/ MÊS
CUSTO ENERGIA 
ELÉTRICA/ MÊS
CUSTO TOTAL 
/ MÊS
CENÁRIOS
NOVO CUSTO MENSAL ALTERNATIVA 01 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
53
 
7. CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES 
A metodologia apresentada neste trabalho representa uma importante 
alternativa para análise e tomada de decisão sobre sistemas de distribuição de 
água que se encontram com deficiência de vazão e pressão nos pontos de 
consumo, de maneira que a solução encontrada proporcione o menor custo 
possível de investimento e operação. 
 Como medida em curto prazo a Embasa executou implantação de rede 
paralela ao trecho crítico, diagnosticado na modelagem com o EPANET. Com 
essa intervenção já foi possível regularizar o abastecimento da região. 
 As modelagens e simulações efetuadas com o EPANET apresentaram 
valores de pressão maiores, com relação às medições de campo. Recomenda-se, 
portanto, fazer o levantamento em campo do numero de ligações por trecho, 
atualizar o cadastro da rede de distribuição e calibrar o modelo em estudo para 
obter resultados mais próximos das condições reais de campo. 
 
 
 
 
 
 
 
54
 
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
BARROSO, Lidiane Bittencourt. Estudo da minimização das perdas físicas 
em sistema de distribuição de água utilizando o mod elo EPANET . 2005. 97 p. 
Dissertação (Mestrado em recursos Hidricos e Saneamento ambiental) – 
Faculdade de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande 
do Sul, 2005 
 
CAPELLI, A., Inversores de Freqüência Vetorial , Revista Saber Eletrônico nº 
337, Fevereiro de 2001. 
 
CAPELLI, A., Inversores de Freqüência , Revista Mecatrônica Atual nº 2, 
Fevereiro de 2002. 
 
CESARIO, A. L. & DAVIS, J. O. Calibrating Water System Models . Journal of the 
American Water Works Association, v. 76, n. 7, p. 66-69, July 1984. Apud 
Barroso, 2005. 
 
DIAS, M. C. B. F.; VIEIRA, J. M. P.; VALENTE, J. C. T.; COELHO, S. T. 
Calibração de Modelos de Simulação de Quantidade e Qualidade de Água 
em Redes de Distribuição : O Caso da Zona Oeste da Cidade de Bragança. In: 
9º Encontro Nacional de Saneamento Básico, Loures, Portugal. 2000. 
http://www.apesb.pt/comunicacoes/com_6.htm. Apud Barroso, 2005. 
 
GOMES, H. P. Eficiência Hidráulica e Energética em Saneamento : Análise 
Econômica de Projetos . 112p. Editora Universitária da UFPB, João Pessoa, 
2004. 
GOMES, H. P. Sistema de abastecimento de água: dimensionamento 
econômico e operação de redes e elevatórias . 242p. Editora Universitária da 
UFPB, João Pessoa, 2004. 
 
GOMES, H. P.. Otimização Econômica para a Reabilitação De Rede De 
Distribuição, Considerando A Instalação De Boosters . VI SEREA - Seminário 
Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água, 15p. João 
Pessoa, 2006. 
 
NBR 12218 – Projeto de Rede de Distribuição de Água para Abaste cimento 
Público , 1994. 
 
NETTO, Azevedo - FERNANDEZ, Miguel F. Manual de Hidráulica . Editor Edgard 
Blücher Ltda – 1998. São Paulo; 
 
ROSSMAN, L. A. EPANET 2 - Users manual . U. S. Environmental Protection 
Agency, Cincinnati, Ohio, 2000. Tradução e Adaptação pelo Laboratório Nacional 
de Engenharia Civil, Lisboa, Portugal. 
 
 
 
 
 
55
 
SILVA, F. G. B.; GRATÃO, U.; PORTO, R. M.; CHAUDHRY, F. H. Avaliação de 
Parâmetros do Modelo Pressão-Vazamento para Sub-Set or da Cidade de 
São Carlos , SP. In: IX SILUBESA - Simpósio Luso-brasileiro de Engenharia 
Sanitária e Ambiental, Porto Seguro, BA. 2000. Anais. Apud Barroso, 2005. 
TSUTYIA, M. T. Redução do Custo de Energia Elétrica em Sistemas de 
Abastecimento de Água . São Paulo: ABES/SP, 2001. 185p. 
 
VIEGAS, J. V. Redução de Pressão – uma alternativa técnica para melhorar a 
eficiência operacional . In: 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e 
Ambiental, João Pessoa, PB. 2001. Apud Barroso, 2005. 
 
WALSKI, T. M.; CHASE, D. V. & SAVIC, D. A. Calibration Hydraulic Network 
Models . In: Water Distribution Modeling. 1st ed. Waterbury: Haestad Press, 2001a. 
Cap. 6. Apud Barroso, 2005. 
 
 
9.0. ANEXOS 
 
ANEXO 01 – ORÇAMENTO ALTERNATIVA 01: 
 
PROJETO : MELHORIA DO SISTEMA DE ABASTECIMETO SÃO C RISTOVÃO /OVO DA EMA
OBRA : 
LOCAL : 2/4/2007
ITEM CÓDIGO RESUMO DOS SERVIÇOS, MATERIAIS E EQUIPAME NTOS SUBTOTAL PREÇO TOTAL
RESUMO DO ORÇAMENTO DE SERVIÇO
01 000100 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA
TOTAL DO ITEM - 01 45.171,50
TOTAL DO ORÇAMENTO DE SERVIÇOS 45.171,50
RESUMO DO ORÇAMENTO DE MATERIAL
01 000200 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA
TOTAL DO ITEM - 01 89.799,53
TOTAL DO ORÇAMENTO DE MAT. E EQUIPAMENTOS 89.799,53
TOTAL GERAL 134.971,03
ALTERNATIVA 01
FEIRA DE SANTANA - BA
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO : MELHORIA DO SISTEMA DE ABASTECIMETO SÃO C RISTOVÃO /OVO DA EMA
OBRA : 
LOCAL : 2/4/2007
ITEM CÓDIGO DESCRIÇÃO DOS SERVIÇOS UNID. QUANT. P. UNITÁRIO PREÇO TOTAL
01 000100 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA
01.01 130101 CARGA E DESCARGA DE TUBOS PVC RIG. / RPVC, DN ATE 
350 mm m 8.820,00 0,09 793,80
01.02 130401 MOMENTO DE TRANSPORTE P/TUBOS, PEÇAS E CONEXÕES 
DE PVC RIG./RPVC C/DN ATE 350mm (DISTANCIA ATE 30km)
mxkm 8.820,00 0,01 88,20
01.03 050146 ESCAV. MECANIZ. DE VALAS - AGUA - EM SOLO DE 2a CAT. 
EXECUTADA ENTRE AS PROFUND. DE 0 A 2,00m m3 2.822,40 5,33 15.043,39
01.04 050155 ESCAV. DE VALAS - AGUA - EM ROCHA BRANDA EXECUTADA 
ENTRE AS PROFUND. DE 0 A 2,00m, C/USO DE ROMPEDOR 
PNEUMATICO m3 141,12 58,37 8.237,17
01.05 050649 COMPACTAÇÃO DE ATERRO INCL. DESTORROAMENTO,UMIDEC., HOMOGENEIZ. E COMPAC. MECANIZ. C/ ROLO m3 2.822,40 1,43 4.036,03
01.06 000101 ASSENT. E MONTAGEM DE TUBOS PEÇAS E CONEXÕES
01.07 120301 ASSENT. DE TUBOS E CONEXÕES EM PVC RIG.PBA,PB JE- 
AGUA - DN 50 mm m 4.000,00 1,00 4.000,00
01.08 120307 ASSENT. DE TUBOS E CONEXÕES EM PVC RIG.PBA,PB JE- 
AGUA - DN 75 mm m 2.120,00 1,02 2.162,40
120310 ASSENT. DE TUBOS E CONEXÕES EM PVC RIG. PBA, PB
JE E RPVC PB JE- AGUA - DN 100 mm m 1.700,00 1,05 1.785,00
01.09 200213 EXECUÇÃO RAMAL PREDIAL, TIPOS I-1B/2B/2E, EM 
TERRENO NATURAL,C/ASSENT.HIDROMETRO 1,5e3m3/h x 
1/2",ASSENT.E FORNEC.DE CX.CCH-I(EMBUT.PASSEIO), 
S/FORNEC.DO MAT.HIDRAULICO/HIDROMETRO. un 110,00 82,05 9.025,50
02
TOTAL DO ITEM - 01 45.171,50
TOTAL DO ORÇAMENTO DE SERVIÇOS 45.171,50
ALTERNATIVA 01
FEIRA DE SANTANA - BA
 
 
PROJETO : MELHORIA DO SISTEMA DE ABASTECIMETO SÃO C RISTOVÃO /OVO DA EMA
OBRA : 
LOCAL : 2/4/2007
ITEM CÓDIGO DESCRIÇÃO DOS MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UNID. QUANT. P. UNITÁRIO PREÇO TOTAL
01 000100 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA
01.01 M020101001 T PVC PBA PB JE CL12 DN 50 m 4.000,00 4,48 17.920,00
01.02 M020101009 T PVC PBA PB JE CL12 DN 75 m 2.120,00 8,66 18.354,11
M020101013 T PVC PBA PB JE CL12 DN 100 m 1.700,00 14,00 23.800,00
01.03 M020508001 K PVC PBA JE DN 50 pç 7,00 2,44 17,09
01.04 M020520001 TE PVC PBA BBB JE DN 50 pç 1,00 7,29 7,29
01.05 M020520009 TE PVC PBA BBB JE DN 75 pç 1,00 17,84 17,84
01.06 M020521005 TE RD PVC PBA BBB JE DN 75 X 50 pç 3,00 15,18 45,53
01.07 M020518001 C90' PVC PBA PB JE DN 50 pç 1,00 12,90 12,90
01.08 M020518009 C90' PVC PBA PB JE DN 75 pç 1,00 30,18 30,18
01.09 M020524009 X PVC PBA BBBB JE DN 75 pç 1,00 22,04 22,04
01.10 M020510001 LCR PVC PBA DN 50 pç 2,00 4,45 8,89
01.11 M020510009 LCR PVC PBA DN 75 pç 3,00 10,45 31,35
01.12 M012215029 RG BC C/ CunHA DE BORRACHA P/ FoFo PN 16 FoFo DN 50 
11,000 kg pç 2,00 302,54 605,08
01.13 M012215033 RG BC C/ CunHA DE BORRACHA P/ FoFo PN 16 FoFo DN 80 
15,500 kg pç 1,00 354,02 354,02
01.14 M020526001 ANB P/ PVC PBA JE DN 50 pç 667,00 0,81 537,87
01.15 M020526009 ANB P/ PVC PBA JE DN 75 pç 354,00 1,64 578,86
01.16 000101 LIGAÇÕES DOMICILIARES
01.17 M021100001 T PVC JS DN 20 m 88,00 0,73 64,06
01.18 M080106001 T PEAD CL. 10,0 kgf/cmý DE 20 m 880,00 1,01 887,04
01.19 M090400005 CX. COMPLETA P/ HIDROMETRO P/ EMBUTIR E mPAREDE 
OUMURETA, E mPOLIPROPILENO, CONFORME PADRAO 
EMBASA un 110,00 16,80 1.848,00
01.20 M029000001 RG ACIONAMENTO RESTRITO DN 1/2" pç 110,00 11,42 1.256,64
01.21 M021613001 JOELHO 90o PVC JS DN 20 pç 220,00 0,28 61,60
01.22 M020703017 CT C/ TR. JR PVC LP DN 50 X 1/2' pç 220,00 4,28 941,25
01.23 M020703033 CT C/ TR. JR PVC LP DN 75 X 1/2' pç 220,00 5,85 1.286,21
01.24 M020701001 ADAPTADOR PVC LP P/ POLIETILENO DN 20 X 1/2' pç 110,00 1,51 166,32
02 000101 INSTALAÇÃO ELÉTRICA
02.01 PAINEL ELÉTRICO COM INVERSOR DE FREQUÊNCIA pç 1,00 20.945,35 20.945,35
TOTAL DO ITEM - 01 89.799,53
TOTAL DO ORÇAMENTO DE MAT. E EQUIPAMENTOS 89.799,53
ALTERNATIVA 01
FEIRA DE SANTANA - BA
 
 
 
ANEXO 02 - ORÇAMENTO ALTERNATIVA 02: 
 
PROJETO : MELHORIA DO SISTEMA DE ABASTECIMETO SÃO CRISTOVÃO /OVO DA EMA 
OBRA : ALTERNATIVA 02 
LOCAL : FEIRA DE SANTANA - BA 2/4/2007 
 
ITEM CÓDIGO RESUMO DOS SERVIÇOS, MATERIAIS E EQUIPAMENTOS SUBTOTAL PREÇO TOTAL 
 
 RESUMO DO ORÇAMENTO DE SERVIÇO 
 
01 000100 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA 
 TOTAL DO ITEM - 01 43.386,50 
 TOTAL DO ORÇAMENTO DE SERVIÇOS 43.386,50 
 
 RESUMO DO ORÇAMENTO DE MATERIAL 
 
01 000200 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA 
 TOTAL DO ITEM - 01 52.164,90 
 TOTAL DO ORÇAMENTO DE MAT. E EQUIPAMENTOS 52.164,90 
 
 TOTAL GERAL 95.551,40 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO : MELHORIA DO SISTEMA DE ABASTECIMETO SÃO CRISTOVÃO /OVO DA EMA 
OBRA : ALTERNATIVA 02 
LOCAL : FEIRA DE SANTANA - BA 2/4/2007 
 
ITEM CÓDIGO DESCRIÇÃO DOS SERVIÇOS UNID. QUANT. P. UNITÁRIO PREÇO TOTAL 
01 000100 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA 
01.01 130101 CARGA E DESCARGA DE TUBOS PVC RIG. / RPVC, DN ATE 
350 mm m 8.820,00 0,09 793,80 
01.02 130401 MOMENTO DE TRANSPORTE P/TUBOS, PEÇAS E 
CONEXÕES DE PVC RIG./RPVC C/DN ATE 350mm 
(DISTANCIA ATE 30km) mxkm 8.820,00 0,01 88,20 
01.03 050146 ESCAV. MECANIZ. DE VALAS - AGUA - EM SOLO DE 2a CAT. 
EXECUTADA ENTRE AS PROFUND. DE 0 A 2,00m m3 2.822,40 5,33 15.043,39 
01.04 050155 ESCAV. DE VALAS - AGUA - EM ROCHA BRANDA 
EXECUTADA ENTRE AS PROFUND. DE 0 A 2,00m, C/USO DE 
ROMPEDOR PNEUMATICO m3 141,12 58,37 8.237,17 
01.05 050649 COMPACTAÇÃO DE ATERRO INCL. DESTORROAMENTO, 
UMIDEC., HOMOGENEIZ. E COMPAC. MECANIZ. C/ ROLO m3 2.822,40 1,43 4.036,03 
01.06 000101 ASSENT. E MONTAGEM DE TUBOS PEÇAS E CONEXÕES 
01.07 120301 ASSENT. DE TUBOS E CONEXÕES EM PVC RIG.PBA,PB JE- 
AGUA - DN 50 mm m 4.000,00 1,00 4.000,00 
01.08 120307 ASSENT. DE TUBOS E CONEXÕES EM PVC RIG.PBA,PB JE- 
AGUA - DN 75 mm m 2.120,00 1,02 2.162,40 
01.09 200213 EXECUÇÃO RAMAL PREDIAL, TIPOS I-1B/2B/2E, EM 
TERRENO NATURAL,C/ASSENT.HIDROMETRO 1,5e3m3/h x 
1/2",ASSENT.E FORNEC.DE CX.CCH-I(EMBUT.PASSEIO), 
S/FORNEC.DO MAT.HIDRAULICO/HIDROMETRO. 
un 110,00 82,05 9.025,50 
 
 TOTAL DO ITEM - 01 43.386,50 
 TOTAL DO ORÇAMENTO DE SERVIÇOS 43.386,50 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO : MELHORIA DO SISTEMA DE ABASTECIMETO SÃO C RISTOVÃO /OVO DA EMA
OBRA : 
LOCAL : 2/4/2007
ITEM CÓDIGO DESCRIÇÃO DOS MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UNID. QUANT. P. UNITÁRIO PREÇO TOTAL
01 000100 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA
01.01 M020101001 T PVC PBA PB JE CL12 DN 50 m 4.000,00 4,48 17.920,00
01.02 M020101009 T PVC PBA PB JE CL12 DN 75 m 2.120,00 8,66 18.354,11
01.03 M020508001 K PVC PBA JE DN 50 pç 7,00 2,44 17,09
01.04 M020520001 TE PVC PBA BBB JE DN 50 pç 1,00 7,29 7,29
01.05 M020520009 TE PVC PBA BBB JE DN 75 pç 1,00 17,84 17,84
01.06 M020521005 TE RD PVC PBA BBB JE DN 75 X 50 pç 3,00 15,18 45,53
01.07 M020518001 C90' PVC PBA PB JE DN 50 pç 1,00 12,90 12,90
01.08 M020518009 C90' PVC PBA PB JE DN 75 pç 1,00 30,18 30,18
01.09 M020524009 X PVC PBA BBBB JE DN 75 pç 1,00 22,04 22,04
01.10 M020510001 LCR PVC PBA DN 50 pç 2,00 4,45 8,89
01.11 M020510009 LCR PVC PBA DN 75 pç 3,00 10,45 31,35
01.12 M012215029 RG BC C/ CunHA DE BORRACHA P/ FoFo PN 16 FoFo DN 50 
11,000 kg pç 2,00 302,54 605,08
01.13 M012215033 RG BC C/ CunHA DE BORRACHA P/ FoFo PN 16 FoFo DN 80 
15,500 kg pç 1,00 354,02 354,02
01.14 M020526001 ANB P/ PVC PBA JE DN 50 pç 667,00 0,81 537,87
01.15 M020526009 ANB P/ PVC PBA JE DN 75 pç 354,00 1,64 578,86
01.16 000101 LIGAÇÕES DOMICILIARES
01.17 M021100001 T PVC JS DN 20 m 88,00 0,73 64,06
01.18 M080106001 T PEAD CL. 10,0 kgf/cmý DE 20 m 880,00 1,01 887,04
01.19 M090400005 CX. COMPLETA P/ HIDROMETRO P/ EMBUTIR E mPAREDE 
OUMURETA, E mPOLIPROPILENO, CONFORME PADRAO 
EMBASA un 110,00 16,80 1.848,00
01.20 M029000001 RG ACIONAMENTO RESTRITO DN 1/2" pç 110,00 11,42 1.256,64
01.21 M021613001 JOELHO 90o PVC JS DN 20 pç 220,00 0,28 61,60
01.22 M020703017 CT C/ TR. JR PVC LP DN 50 X 1/2' pç 220,00 4,28 941,25
01.23 M020703033 CT C/ TR. JR PVC LP DN 75 X 1/2' pç 220,00 5,85 1.286,21
01.24 M020701001 ADAPTADOR PVC LP P/ POLIETILENO DN 20 X 1/2' pç 110,00 1,51 166,32
02 000101 INSTALAÇÃO ELÉTRICA
02.01 PAINEL ELÉTRICO COM INVERSOR DE FREQUÊNCIA pç 1,00 20.945,35 7.110,72
TOTAL DO ITEM - 01 52.164,90
TOTAL DO ORÇAMENTO DE MAT. E EQUIPAMENTOS 52.164,90
ALTERNATIVA 02
FEIRA DE SANTANA - BA
 
 
 
ANEXO 03 - ORÇAMENTO ALTERNATIVA 03 
PROJETO : MELHORIA DO SISTEMA DE ABASTECIMETO SÃO C RISTOVÃO /OVO DA EMA
OBRA : 
LOCAL : 2/4/2007
ITEM CÓDIGO RESUMO DOS SERVIÇOS, MATERIAIS E EQUIPAME NTOS SUBTOTAL PREÇO TOTAL
RESUMO DO ORÇAMENTO DE SERVIÇO
01 000100 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA
TOTAL DO ITEM - 01 45.171,50
TOTAL DO ORÇAMENTO DE SERVIÇOS 45.171,50
RESUMO DO ORÇAMENTO DE MATERIAL
01 000200 REDE ALIMENTADORA E DISTRIBUIDORA
TOTAL DO ITEM - 01 94.799,50
TOTAL DO ORÇAMENTO DE MAT. E EQUIPAMENTOS 94.799,50
TOTAL GERAL 139.971,00
ALTERNATIVA