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Controle e redução de perdas Projetar um Sistema de Abastecimento de Água João Salvino Kayky Tavares Matheus Leal Venícius Nóbrea Vinícius Amaral INTRODUÇÃO Correspondem ao volume produzido que não gera faturamento; Países em desenvolvimento registram perdas superiores a 30%; Brasil tem média de 40%; Consequências: Custos elevados de operação, desperdício de recursos naturais, impacto na saúde pública e no meio ambiente. -15% +30% +40% PAÍSES DESENVOLVIDOS PAÍSES DESENVOLVIMENTO BRASIL PERDA DE ÁGUA INTRODUÇÃO PERDA DE ÁGUA As perdas de água em sistemas de abastecimento são influenciadas por diversos fatores: Infraestruturais Operacionais Características da rede hidráulica Práticas de operação, Nível de tecnologia do sistema Expertise dos técnicos responsáveis Falta de planejamento e manutenção adequada Erros em hidrômetros Fraudes (ligações clandestinas) TIPOS DE PERDA DE ÁGUA PERDAS REAIS (FÍSICAS) Volume de água correspondente às perdas físicas até ao contador do cliente, quando o sistema está pressurizado Não consumida Vazamentos em adutoras, redes, reservatórios e ramais prediais Impacto: Aumento direto nos custos de produção e desperdício de água tratada Calculado atraves do balanço hídrico TIPOS DE PERDA DE ÁGUA PERDAS APARENTES Volume de água consumido, mas que não é contabilizado pela companhia de abastecimento, ou seja, é a que não foi “fisicamente perdida”, mas não gerou receita a empresa. Imprecisões nas medições Furtos Consumo não autorizado Submedição dos hidrômetros Consequência: Reduz faturamento efetivo e dificulta o planejamento financeiro das prestadoras. TIPOS DE VAZAMENTOS VISÍVEIS E NÃO VISÍVEIS Visiveis: Facilmente notados, possibilita que a população notifique. Reparo é feito em curto espaço de tempo. Não visíveis: Não afloram à surperfície, infiltram-se na terra. Demanda um longo tempo para localizá-los e consertá-los. Método de detecção é o acustico. BALANÇO HÍDRICO DEFINIÇÃO Método de contabilizar toda a água que entra em um sistema de abastecimento, detalhando como ela é consumida, distribuída ou perdida COMBATE ÀS PERDAS Gerenciamento de pressões Setorização da rede para operar com pressões adequadas. Uso de Válvulas Redutoras de Pressão (VRPs) em áreas baixas. Uso de boosters em pontos elevados da rede. Controle ativo de vazamentos Detectar vazamentos não visíveis com técnicas acústicas. Diferencia do controle passivo, que só repara vazamentos visíveis. Reparo rápido e de qualidade Correção ágil dos vazamentos detectados. Renovação da infraestrutura Substituição de tubulações (redes e ramais) com alta incidência de vazamentos. FISICAS COMBATE ÀS PERDAS Substituição periódica e corretiva de hidrômetros. Combate a fraudes (denúncias, consumo atípico, inspeções). Aprimoramento da gestão comercial (cadastros e sistemas comerciais). APARENTES Novas Tecnologias Utilizadas Controle e Redução de Perdas Cartografia Digital e Sistemas de Informações Gráficas; Sistemas e Supervisão e Controle; Armazenadores de Dados de Ruídos de Vazamentos; Tubulações de Polietileno; Sistema de Medições e Volumes. Ferramentas, equipamentos e materiais Integra dados, processa e gera novas informações de acordo com as necessidades do cliente; Capacidade de diagnósticos ilimitados. Sistema de informação geográfica Cartografia digital Auxilia no diagnóstico e acompanhamento dos resultados das açoes do controle de perda; Pressões estáticas no setor e zoneamento piezométrico; Ocorrência de vazamentos; Idade das redes de distribuição de água. Antecipa atuações nos sinistros operacionais Detecta fugas através do comportamento das pressões acompanha as vazões em macromedidores Sistema de supervisão e controle Armazenamento de dados de Ruídos Registra e armazena as vibrações dos tubos otimiza a detecção de vazamentos não visíveis Veículo passa e captura as informações. Se tiver comportamento diferente pode ter vazamento Geofone ou correlacionador Polietileno: Material de alta qualidade e de conexões que minimizam os vazamentos Soldagem por eletrofusão, eliminação de juntas Inexistencia de corrosão Tubos com baixo índice de vazamento Medição de vazão e volumes Macromedidores eletromagnéticos e Ultrassônicos recebem aportes tecnológicos para melhorias Na micromedição: Hidrômetros Eletrônicos Qualidade da medição Melhor gestão de consumo Controle de Pressão O desperdício de água é um problema crescente no mundo; Um dos vilões invisíveis: a pressão excessiva nas redes hidráulicas; Objetivo: entender como o controle de pressão ajuda a reduzir perdas. O que é Pressão da Água? Pressão = força com que a água circula nas tubulações; Medida em metros de coluna d’água (mca) ou bar; Alta pressão pode causar; Vazamentos; Rompimentos de canos; Desgaste de conexões. Desperdício Causado por Alta Pressão Excesso de pressão = maior vazão → mais água gasta; Torneiras e chuveiros liberam mais água do que o necessário; Sistemas urbanos perdem até 30% da água tratada por vazamentos. Onde Isso Acontece? Redes públicas de abastecimento; Prédios com sistemas de bombeamento mal calibrados; Casas com caixas d’água elevadas sem redutores de pressão; Indústrias e comércios sem controle hidráulico. Métodos de controle de pressão Principais estratégias utilizadas: Válvulas redutoras de pressão (VRPs); Setorização da rede; Monitoramento remoto com sensores e Sistemas de bombeamento com controle automático. Tecnologias Envolvidas Sensores de pressão e vazão em tempo real; Softwares de gestão de redes hidráulicas; Válvulas automáticas com ajuste remoto. Benefícios do controle de pressão Redução do desperdício de água; Menos manutenção e custos operacionais; Prolongamento da vida útil das redes hidráulicas; Melhoria no fornecimento para a população. Casos reais de sucesso Exemplo 1: Sabesp reduziu perdas em 20% após instalar VRPs em bairros críticos. Londres: sistema de controle inteligente economizou milhões de litros. Planejamento Estratégico Para um bom planejamento estratégico, se faz necessário interligar três pilares, sendo eles: Ambientais, Econômicos e Sociais. Com isso, há benefícios cada vez mais importantes a longo prazo. Planejamento Estratégico Diagnóstico Inicial: 1.Levantamento do índice de perdas atuais (água não faturada); 2.Identificação das perdas: 2.1 Reais: vazamentos, extravasamentos, falhas em reservatórios; 2.2 Aparentes: fraudes, ligações clandestinas, erros de medição; 3. Análise da rede: idade, materiais, condições de manutenção; 4. Avaliação do sistema de medição e monitoramento. Planejamento Estratégico Definição de Metas e Indicadores: Estabelecer metas de redução anual (%). Indicadores principais: Volume de água recuperada; Índice de perdas por faturamento. Planejamento Estratégico Estratégias de Ação: Implantação de Distritos de Medição e Controle (DMC); Instalação de válvulas redutoras de pressão; Substituição e modernização de redes antigas; Programas de regularização de ligações clandestinas; Combate a fraudes e melhorias na micromedição; Capacitação das equipes para detecção e reparo rápido de vazamentos. Planejamento Estratégico Integração e Sustentabilidade: Planejamento integrado com segurança hídrica; Busca por eficiência operacional e financeira; Inclusão de práticas alinhadas aos princípios ESG (Ambiental, Social e Governança). Viabilidade econômica de projetos Custos Envolvidos: Investimentos em tecnologia: macromedidores, sensores, softwares. Obras de substituição e modernização de tubulações. Capacitação e treinamento de equipes. Manutenção preventiva e corretiva planejada. Viabilidade econômica de projetos Benefícios Econômicos: Redução de custos operacionais (captação, tratamento e bombeamento). Aumento da receita por meio do faturamento da água recuperada. Diminuição de gastos emergenciais com reparos e indenizações. Prolongamento da vida útil dos mananciais e da infraestrutura existente. Viabilidade econômica de projetosFerramentas de Análise Econômica: Análise Custo-Benefício (CB): comparar investimentos e ganhos; Payback: tempo necessário para retorno do investimento; TIR (Taxa Interna de Retorno). Viabilidade econômica de projetos Exemplo Prático: Situação: redução de perdas de 40% para 25%. Impacto: milhões de litros de água recuperados por ano. Resultado: aumento de faturamento e retorno sustentável do investimento em médio prazo. Viabilidade econômica de projetos Viabilidade Social e Ambiental: Social: melhoria da regularidade do abastecimento e tarifas mais justas. Ambiental: preservação dos mananciais e uso racional da água. Político-institucional: reforço da imagem da companhia de saneamento como eficiente e sustentável. Sistemas de abastecimento deterioram-se ao longo do tempo, devido a: Falta de planejamento; Manutenção inadequada; Recursos financeiros limitados. Consequências: interrupções; Aumento de custos operacionais; Reclamações; Falhas na pressão e baixa qualidade na prestação de serviço. REABILITAÇÃO REABILITAÇÃO POR QUE A REABILITAÇÃO É IMPORTANTE? RESTAURAR CONFIABILIDADE EFICIÊNCIASUSTENTABILIDADE REABILITAÇÃO DIAGNÓSTICO Auditoria e cadastro técnico → identificam pontos críticos; Ensaios de pitometria → análise hidráulica detalhada; Softwares de simulação (ex.: SPERTS) → modelagem e detecção de gargalos. Limpeza e revestimento interno (cimento): reduz vazamentos e melhora qualidade; Revestimento epóxi: proteção contra corrosão e tubérculos; Método bursting: substituição da tubulação sem escavações extensas; Sliplining seccionado: tubos de PE inseridos na rede existente; Sliplining inflável: tubo enrolado expandido dentro da tubulação. REABILITAÇÃO TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO NÃO ESTRUTURAIS Substituição tradicional: escavação e troca total da rede (eficaz, mas cara); Rede paralela: adiciona capacidade sem interferir na malha antiga. REABILITAÇÃO TÉCNICAS ESTRUTURAIS (CONVENCIONAIS) Rede hipotética: 69 trechos, 57 nós, reservatórios e bombas redundantes; Testes feitos no software SPERTS; Problema: baixa pressão em vários nós. REABILITAÇÃO ESTUDO DE CASO Limpeza + revestimento interno em trechos críticos; Rugosidade corrigida (C=90 → C≈125); Custo: R$ 290.350; Resultados: melhora significativa da pressão em toda a rede. REABILITAÇÃO ESTUDO DE CASO - CENÁRIO 1 Construção de um novo trecho para contornar falhas. Custo: R$ 45.560,52 (mais barato). Desvantagens: transtornos urbanos e envelhecimento da rede não resolvido. REABILITAÇÃO ESTUDO DE CASO - CENÁRIO 2 Limpeza e revestimento nos trechos após reservatórios. Custo: R$ 150.800. Boa melhoria do desempenho a jusante. REABILITAÇÃO ESTUDO DE CASO - CENÁRIO 3 Todos os cenários aumentaram a pressão nos nós deficientes. Diferenças nos custos e impactos sociais/operacionais. Importância de analisar não só custo direto, mas critérios múltiplos. REABILITAÇÃO RESULTADOS