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MÓDULO 5MÓDULO 5 INDICADORES PARA CONTROLE DE PERDAS Outubro/2008 Eng. Joaquim Ximenes e M.Sc. Fernando Coelho 1 PLANO DEAULAPLANO DE AULA 2 Plano de Aula : Indicadores de perdas Instrutores: Eng. Joaquim Borges Ximenes e M.Sc. Fernando Coelho Duração da atividade: 02 horas-aulaDuração da atividade: 02 horas-aula Conteúdos: identidade, linguagem oral, slides em Power point Disciplinas envolvidas: Engenharia hidráulica, informática, Estatística. p g Obj ti G lObjetivo Geral •Conhecer os indicadores internacionais relativos a controle de perdas; •Identificar a forma de medição de dados para calculo dos indicadores de perdas; •Identificar a forma de medição de dados para calculo dos indicadores de perdas; •Identificar a forma de calculo dos indicadores de perdas; •Identificar os componentes de cada indicador utilizado para controle das perdas;p p p •Exemplificar a tomada de decisão escolha e controle de indicadores. 3 Fontes de Pesquisa BibliografiaBibliografia recomendadarecomendada 4 Bibliografia:g 1. Cartilha D30, Programa de Redução de perdas de água no sistema de distribuição, Compesa, 2007; 2. PMSS – Curso de Capacitação em Processo Perdas Reais, 2006; 3. SNIS -Sistema Nacional de informações sobre Saneamento, Diagnóstico dos serviços de água t l á i 2006 A Ae esgotos - glossário 2006_ Anexo A; 4. SNIS - Sistema Nacional de informações sobre Saneamento, Diagnóstico dos serviços de água e esgotos - glossário indicadores Anexo B;g g g 5. PNCDA, Documentos Técnicos de Apoio DTA A2, Brasília 1999; 6. Abastecimento de Água, Milton Tomoyuki Tsutiya, 2004, Escola Politécnica da Universidade de São Paulode São Paulo. 5 FIXANDO O APRENDIZADO DAS AULAS ANTERIORES Identificar as unidades componentes de um SAA nos esquemas hidraulicos seguintes e localizar o ponto ideal de medição de volumeshidraulicos seguintes, e localizar o ponto ideal de medição de volumes a serem uilizados nas equações de perdas.tecimento de água, posicionando de forma gráfica cada unidade que o compõe, desde oposicionando de forma gráfica cada unidade que o compõe, desde o manancial até o consumidor final. (solicitar que 1 eng. faça seu desenho no quadro branco). Dialogo sobre onde se localiza as perdas nos SAA’s a seguir e quais as variáveis a serem medidas para controle das perdas em cada unidade. 6 SAA Porto de Galinhas: Q Q localize os pontos de medição: Qp ç volume Captado; volume Produzido; volume Entregue ao distrito operacional de Maracaipe Q Q Maracaipe. 7 Sistema Pirapama: Q Q Q Q •localize os pontos de medição dos volumes: Outros exemplos p ç Captado; Produzido; Entregue a cidade do Cabo 8 É ÁMÉTODOS DE CÁLCULO DE INDICADORES PARADE INDICADORES PARA CONTROLE DE PERDASCONTROLE DE PERDAS 9 CÁLCULO DE INDICADORES PARA CONTROLE DE PERDAS COMPESA PNCDA SNIS 10 INDICADORES INTERMEDIÁRIOS E AVANÇADOS 11 INDICADORES INTERMEDIÁRIOS E AVANÇADOS 12 Pag 86Pag. 86 13 Estudo de caso: • SAA Gravatá Relatório SIP (resultado em julho/08) (resultado em julho/08) 14 Estudo de caso: SAA Gravatá (SIP - resultado em julho/08) Dados do SIP em Excel (resultado em julho/08) 15 Estudo de caso em 2002Estudo de caso em 2002 SNIS – 2002 16 SNIS – 2002 Estudo de caso em 2002 Estudo de caso em 2002 SNIS – 2006 SNIS – HISTÓRICO 1995 a 2006 SNIS – Diagnóstico 2006, Parte 1, pg. 109 Representação gráfica das Perdas por município no estado – SNIS 2006 22 CONSIDERAÇÕES FINAIS O objetivo primordial desta aula foi despertar o engenheiro para o conjunto de conhecimentos que a Companhia disponibiliza para o início dos estudos sobre as perdas nos sistemas que estarão sob sua responsabilidade. Tais informações poderão ser comparadas e aferidas através dos indicadores de perdas conceitualmente aceitos no Brasil e internacionalmente. Lembre-se de que sua atitude (diagnóstico e indicação de ação) elevarão a Companhia a menores índices de perdas. de ação) elevarão a Companhia a menores índices de perdas. 23 MÓDULO 5MÓDULO 5 SAA Gravatá Gerencia de Negócios Regionais GNRAGRESTE CENTRAL BALANÇO HÍDRICO GNR AGRESTE CENTRAL BALANÇO HÍDRICO 24 Eng. Joaquim Ximenes e M. SC. Fernando Coelho Outubro/2008 MÓDULO 5 Controle Operacional e Redução de perdasControle Operacional e Redução de perdas 1. Conceitos Básicos (2 horas) – Fernando Coelho 2. Perdas Reais e Aparentes (2 horas) –Fernando Coelho 3. Indicadores para controle de perdas (2 horas) – Fernando Coelho 4. Controle de pressão nas redes (2 horas) – Fernando Coelho 5 C b t t (2 h ) F d C lh5. Combate a vazamentos (2 horas) – Fernando Coelho 6 Balanço Hídrico(4 horas) – Joaquim Ximenes6. Balanço Hídrico(4 horas) Joaquim Ximenes 7. Visita Técnica (4 horas) – Joaquim Ximenes 25Eng. Joaquim Ximenes e M. SC. Fernando Coelho Outubro/2008 PLANO DEAULAPLANO DE AULA 26 MÓDULO 5 - BALANÇO HIDRICO Objetivo Geral Conhecer a representação e a quantificação de todos os possíveis usos da água em um SAA, desde o ponto de entrega até o consumidor final. O aluno terá uma visão integrada e, p g g completa dos volumes e fluxos de água. Objetivos específicos: 1.Conhecer os conceitos internacionais relativos ao balanço hídrico; 2.Identificar os fluxos de água num SAA;g ; 3.Identificar os componentes das perdas Reais e Aparentes; 4.Analisar e tomar decisão com base no BALANÇO HÍDRICO; Nota: Adotamos neste trabalho a Metodologia e Terminologia padronizada pela International Water Association. - IWA 27 MÓDULO 5 - BALANÇO HIDRICO Fontes de Pesquisa BibliografiaBibliografia RecomendadaRecomendada 28 Fontes de pesquisa e bibliografia recomendada: MÓDULO 5 - BALANÇO HIDRICO Fontes de pesquisa e bibliografia recomendada: 1. Sítio: www.liemberger.cc1. Sítio: www.liemberger.cc 2. Abastecimento de Água, Milton Tomoyuki Tsutiya, 2004, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo; 3. Eficiência Hidráulica e energética em Saneamento, Heber Pimentel,2005, ABES – AIDIS; 4. Salvador Seminar,1st March 2002, Presentation by Allan Lambert, IWDC Ltd; 5 Cartilha D30 Programa de Redução de perdas de água no sistema de distribuição Compesa 5. Cartilha D30, Programa de Redução de perdas de água no sistema de distribuição, Compesa, 2007; 6. Sistema Nacional de informações sobre Saneamento - SNIS, Parte1 – textos, Anexo A - l á i B íli 2006glossário, Brasília 2006; 7. World Bank Institute, Módulo 3, O Balanço Hídrico, Versão 1.2 02/06; 8 Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água - PNCDA Documentos Técnicos de 8. Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água PNCDA, Documentos Técnicos de Apoio DTA, Brasília 1999. Módulo 5, aula 4 -BALANÇO HIDRICO Eng. Joaquim Ximenes 29 O que é o Balanço Hídrico - BH de um S. A. A.? 1. É uma forma estruturada de avaliar os componentes dos fluxos e usos da água no sistema e os seus valores absolutosfluxos e usos da água no sistema e os seus valores absolutos ou relativos; 2 É uma poderosa ferramenta de gestão pois daí podem ser2. É uma poderosa ferramenta de gestão, pois daí podem ser gerados diversos indicadores de desempenho para o acompanhamento das ações técnicas, operacionais ep ç , p empresariais; 3 Matriz básica de aceitação mundial definida pela IWA onde3. Matriz básica de aceitação mundial definida pela IWA, onde são apresentadas as variáveis mais importantes para a composição dos fluxos e usos da água.p ç g Módulo 5, aula 4 -BALANÇO HIDRICO Eng. Joaquim Ximenes 30 O que é o Balanço Hídrico - BH de um S. A. A.? 4. Essa matriz apresenta o sistema de abastecimento, a partir da “água que entra no sistema”que se quer avaliar; 5. O cálculo do BH requer medições ou estimativas criteriosas em cada ponto de controle definido no sistema; 6. O período de avaliação das grandezas envolvidas no BH l t é d 12 f lgeralmente é de 12 meses, o que faz com que os valores apresentados representem uma média anualizada dos componentes absorvendo as sazonalidadescomponentes, absorvendo as sazonalidades. Módulo 5, aula 4 -BALANÇO HIDRICO Eng. Joaquim Ximenes 31 Por que Calcular o Balanço Hídrico ? 1. Revela a situação das perdas de água da companhia; 2. É uma base de referência mundialmente aceita e compreendida; 3 Cria consciência sobre o problema e suas causas;3. Cria consciência sobre o problema e suas causas; 4. É uma eficaz ferramenta para comunicação sobre perdas entre á d ã t l tã ti das áreas de operação, controle e gestão corporativa da companhia; 5. Revela a disponibilidade, a confiabilidade e o nível de entendimento dos dados; 6. Direciona as ações a serem empreendidas e serve de base para o acompanhamento dos resultados. Módulo 5, aula 4 -BALANÇO HIDRICO Eng. Joaquim Ximenes 32 Consumo Medido Faturado Água F t d Consumo Autorizado Faturada Consumo Autorizado Faturado Consumo Não Medido Faturado Autorizado Consumo Autorizado Não Faturado Consumo Medido Não Faturado C Nã M did Nã F t d Volume de Entrada Não Faturado Consumo Não Medido Não Faturado Consumo Não AutorizadoEntrada no Sistema Água Nã F t d Consumo Não Autorizado Imprecisão dos Hidrômetros e Erros no Manuseio de Dados Perdas Aparentes Não Faturada Perdas de Água Manuseio de Dados Vazamentos em Redes de Adução e DistribuiçãoÁgua Distribuição Vazamentos e Extravazamentos em Reservatórios Perdas Reais Vazamentos nas Ligações até o Hidrômetro Consumo Medido Faturado Água F t d Consumo Autorizado Faturada Consumo Autorizado Faturado Consumo Não Medido Faturado Autorizado Consumo Autorizado Não Faturado Consumo Medido Não Faturado C Nã M did Nã F t d Volume de Entrada Não Faturado Consumo Não Medido Não Faturado Consumo Não AutorizadoEntrada no Sistema Água Não Faturada Consumo Não Autorizado Imprecisão dos Hidrômetros e Erros no Manuseio de Dados Perdas Aparentes Não Faturada Perdas de Água Manuseio de Dados Vazamentos em Redes de Adução e DistribuiçãoÁgua Distribuição Vazamentos e Extravazamentos em Reservatórios Perdas Reais Vazamentos nas Ligações até o Hidrômetro Limitações de Cálculo do Balanço Hídrico • Em geral, são insuficientes os pontos de medição de vazão e mal medidas as variáveis com alto nível de incertezas nas estimativas requeridas novariáveis , com alto nível de incertezas nas estimativas requeridas no processamento; • Na avaliação das perdas reais:• Na avaliação das perdas reais: – Na maioria das companhias faltam informações para construção de um balanço hídrico com precisão significativa; – Faltam informações sobre a natureza ou localização dos vazamentos; • Na quantificação da perda global do sistema, pois a matriz propõe a analise d d ó t d t d á j já tde perdas após o ponto de entrega da água, ou seja, já pronta para o consumo. “O balanço hídrico de m sistema mais detalhado o de ma parte específica tal “O balanço hídrico de um sistema mais detalhado, ou de uma parte específica, tal como a adução, pode ser desenvolvido, com níveis maiores de desagregação dos componentes ”dos componentes. Módulo 5, aula 4 -BALANÇO HIDRICO Eng. Joaquim Ximenes 35 2ª Etapa da Aula Análise de Probabilidade Módulo 5, aula 4 -BALANÇO HIDRICO Eng. Joaquim Ximenes 36 Análise de ProbabilidadeAnálise de Probabilidade •Conceito •A Análise de probabilidade permite avaliar a confiabilidade de cada elemento do Balanço Hídrico; •Níveis de confiabilidade expressam uma precisão relativa de uma grandeza. “um nível de confiabilidade 95 % revela que estou 95% certo de que um um nível de confiabilidade 95 % , revela que estou 95% certo de que um valor de entrada está dentro de ±5% do real valor.” Módulo 5, aula 4 -BALANÇO HIDRICO Eng. Joaquim Ximenes 37 Calculando Probabilidades: Exemplo no SAA GRAVATÁp G á V l (V) Limite deGravatá (Situação 1) Volume (V) (m3/ano) Limite de Confiabilidade (LC) 95% Volume Entrada do Sistema ‐ VES 9.260.137 20,0% Consumo Autorizado Faturado ‐ CAF 4.156.156 0,1% Água não Faturada ‐ ANF 5.103.981 ?? Consumo Autorizado Não Faturado ‐ CANF 23.150 20,0% Perdas de Água ‐ PA 5.080.831 ? Perdas Aparentes ‐ Pa 1.433.690 12,8% Perdas Reais ‐ Pr 3.647.141 ?? NRW - The Water Balance 38 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico IRAR – GT3 Guia de perdas, pag. 99 Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [=V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 3,000 9,000,000 + Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 1,000 1,000,000 Água Não 5.103.981 +/- 6 % 3,162 10,000,000g Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 1,250 1,562,500 Faturado Perdas de Água 5.080.831 +/- 7 % 3,400 11,562,500 + NRW - The Water Balance 39 Perdas Aparentes 1.433.690 +/- 12,8 % 4,500 20,250,000 Perdas Reais 3.647.141 +/- 17 % 5,640 31,812,500 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [ V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 926.014 9,000,000 + C A t 4 156 156 / 0 1 % 2 078 1 000 000Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 2.078 1,000,000 Água Não F d 5.103.981 +/- 6 % [ SD/V/0 5] 3,162 [ √ V ] 10,000,000 Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 1,250 1,562,500 Perdas de Água 5.080.831 +/- 7 % 3,400 11,562,500 + Perdas Aparentes 1 433 690 +/- 12 8 % 4 500 20 250 000 NRW - The Water Balance 40 Perdas Aparentes 1.433.690 +/- 12,8 % 4,500 20,250,000 Perdas Reais 3.647.141 +/- 17 % 5,640 31,812,500 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [=V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 926.014 857.501.372.588 C A t 4 156 156 / 0 1 % 2 078 4 318 408Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 2.078 4.318.408 Água Não 5.103.981 +/- 6 % 3,162 √ 10,000,000 Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 1,250 1,562,500 Perdas de Água 5.080.831 +/- 7 % 3,400 11,562,500 + Perdas Aparentes 1 433 690 +/- 12 8 % 4 500 20 250 000 NRW - The Water Balance 41 Perdas Aparentes 1.433.690 +/- 12,8 % 4,500 20,250,000 Perdas Reais 3.647.141 +/- 17 % 5,640 31,812,500 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [=V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 926.014 857.501.372.588 + C A t 4 156 156 / 0 1 % 2 078 4 318 408Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 2.078 4.318.408 Água Não 5.103.981 +/- 6 % 3,162 √ 857.505.690.996 Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 1,250 1,562,500 Perdas de Água 5.080.831 +/- 7 % 3,400 11,562,500 + Perdas Aparentes 1 433 690 +/- 12 8 % 4 500 20 250 000 NRW - The Water Balance 42 Perdas Aparentes 1.433.690 +/-12,8 % 4,500 20,250,000 Perdas Reais 3.647.141 +/- 17 % 5,640 31,812,500 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [=V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 926.014 857.501.372.588 + C A t 4 156 156 / 0 1 % 2 078 4 318 408Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 2.078 4.318.408 Água Não 5.103.981 +/- 6 % 926.016 √ 857.505.690.996 Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 1,250 1,562,500 Perdas de Água 5.080.831 +/- 7 % 3,400 11,562,500 + Perdas Aparentes 1 433 690 +/- 12 8 % 4 500 20 250 000 NRW - The Water Balance 43 Perdas Aparentes 1.433.690 +/- 12,8 % 4,500 20,250,000 Perdas Reais 3.647.141 +/- 17 % 5,640 31,812,500 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [=V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 926.014 857.501.372.588 + C A t 4 156 156 / 0 1 % 2 078 4 318 408Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 2.078 4.318.408 Água Não 5.103.981 +/- 36,3 % 926.016 √ 857.505.690.996 Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 1,250 1,562,500 Perdas de Água 5.080.831 +/- 7 % 3,400 11,562,500 + Perdas Aparentes 1 433 690 +/- 12 8 % 4 500 20 250 000 NRW - The Water Balance 44 Perdas Aparentes 1.433.690 +/- 12,8 % 4,500 20,250,000 Perdas Reais 3.647.141 +/- 17 % 5,640 31,812,500 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [=V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 926.014 857.501.372.588 + C A t 4 156 156 / 0 1 % 2 078 4 318 408Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 2.078 4.318.408 Água Não 5.103.981 +/- 36,3 % 926.016 √ 857.505.690.996 Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 2.315 5.359.225 Perdas de Água 5.080.831 +/- 7 % 3,400 11,562,500 + Perdas Aparentes 1 433 690 +/- 12 8 % 4 500 20 250 000 NRW - The Water Balance 45 Perdas Aparentes 1.433.690 +/- 12,8 % 4,500 20,250,000 Perdas Reais 3.647.141 +/- 17 % 5,640 31,812,500 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [=V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 926.014 857.501.372.588 + C A t 4 156 156 / 0 1 % 2 078 4 318 408Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 2.078 4.318.408 Água Não 5.103.981 +/- 36,3 % 926.016 √ 857.505.690.996 Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 2.315 5.359.225 Perdas de Água 5.080.831 ± 36,5% 926.019 857.511.050.22 + Perdas Aparentes 1 433 690 +/- 12 8 % 4 500 20 250 000 NRW - The Water Balance 46 Perdas Aparentes 1.433.690 +/- 12,8 % 4,500 20,250,000 Perdas Reais 3.647.141 +/- 17 % 5,640 31,812,500 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [=V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 926.014 857.501.372.588 + C A t 4 156 156 / 0 1 % 2 078 4 318 408Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 2.078 4.318.408 Água Não 5.103.981 +/- 36,3 % 926.016 √ 857.505.690.996 Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 2.315 5.359.225 Perdas de Água 5.080.831 ± 36,5% 926.019 857.511.050.22 + Perdas Aparentes 1 433 690 +/- 12 8 % 91 756 8 419 192 898 NRW - The Water Balance 47 Perdas Aparentes 1.433.690 +/- 12,8 % 91.756 8.419.192.898 Perdas Reais 3.647.141 +/- 17 % 5,640 31,812,500 Aplicando o Limite de Confiabilidade de 95% ao Balanço Hídrico Volume (V) [m3/d] Limite de Confiab. de 95% (LC) Desvio Padrão (DP) [=V x LC x 0 5] Variância (Va) [= DP^2] [m3/d] 95% (LC) [=V x LC x 0.5] Entrada do Sistema 9.260.137 +/- 20 % 926.014 857.501.372.588 + C A t 4 156 156 / 0 1 % 2 078 4 318 408Consumo Aut. Faturado 4.156.156 +/- 0,1 % 2.078 4.318.408 Água Não 5.103.981 +/- 36,3 % 926.016 √ 857.505.690.996 Faturada [=SD/V/0.5] [=√ Va] + Consumo Aut. Não Faturado 23.150 +/- 20 % 2.315 5.359.225 Perdas de Água 5.080.831 ± 36,5% 926.019 857.511.050.22 + Perdas Aparentes 1 433 690 +/- 12 8 % 91 756 8 419 192 898 NRW - The Water Balance 48 Perdas Aparentes 1.433.690 +/- 12,8 % 91.756 8.419.192.898 Perdas Reais 3.647.141 +/- 51,0 % 930.554 865.930.243.119 3ª Etapa da Aula Calculo do Balanço Hídrico Módulo 5, aula 4 -BALANÇO HIDRICO Eng. Joaquim Ximenes 49 UTILIZANDO OUTILIZANDO O SOFTWARE DE CÁLCULO DODE CÁLCULO DO BALANÇO HÍDRICOÇ NRW - The Water Balance 50 Calculando Probabilidades: Exemplo no SAA GRAVATÁp % d Li it d Gravatá Volume (V) (m3/ano) % do Volume de Entrada do Sistema Limite de Confiabilidade (LC) 95% Desvio Padrão (DP) DP= VxLCx0,5 Variancia (Va) Va= DP2 Volume Entrada do Sistema - VES 9.260.137 100,00% 20,0% 926.014 857.501.372.588 Consumo Autorizado Faturado - CAF 4.156.156 44,88% 0,1% 2.078 4.318.408 Água não Faturada - ANF 5.103.981 55,12% 36,3% 926.016 857.505.690.996 Consumo Autorizado N/Faturado - CANF 23.150 0,25% 20,0% 2.315 5.359.225 Perdas de Água - PA 5.080.831 54,87% 36,5% 926.019 857.511.050.221 Perdas Aparentes - Pa 1 433 690 15 48% 12 8% 91 756 8 419 192 898Perdas Aparentes - Pa 1.433.690 15,48% 12,8% 91.756 8.419.192.898 Perdas Reais - Pr 3.647.141 39,39% 51,0% 930.554 865.930.243.119 NRW - The Water Balance 51 SAA Gravatá Gerencia de Negócios Regionais GNR AGRESTE CENTRAL NRW - The Water Balance 52 Considerações finais 1. As perdas aqui definidas são aquelas que ocorrem no SAA entre o ponto de entrada no sistema de distribuição e o ponto de entrega ao cliente, geralmente, o ramal com hidrômetro. Os vazamentos após o hidrômetro e os desperdícios domiciliares não são contabilizados;Os vazamentos após o hidrômetro e os desperdícios domiciliares não são contabilizados; 2. Um volume devidamente faturado, mas que não foi pago pelo cliente, não entra na discussão das perdas. A inadimplência está desvinculada da quantificação de perdas; 3 Os volumes de uso operacional da companhia (lavagem de redes e reservatórios) são3. Os volumes de uso operacional da companhia (lavagem de redes e reservatórios) são inerentes à operação e considerados “consumo autorizado não faturado”; 4. Aqui são considerados “consumo autorizado não faturado” os consumos de áreas de favelas e de invasão, aonde a companhia se vê impedida de adequar as redes e ramais a padrões de projeto Porém deve-se agir para impor limites de consumo enquanto não se requalificade projeto. Porém, deve se agir para impor limites de consumo enquanto não se requalifica estas redes e ramais. Módulo 5, aula 4 -BALANÇO HIDRICO Eng. Joaquim Ximenes 53 Conclusão LEMBRE-SE SEMPRE: Você foi contratado para combater e reduzir as perdas na sua área de atuação e, por conseguinte aumentar a receita da empresa. 54 MÓDULO 5MÓDULO 5 CONTROLE DE PRESSÕESCONTROLE DE PRESSÕES Outubro/2008 Eng. Joaquim Ximenes e M.Sc. Fernando Coelho 55 PLANO DE AULAPLANO DE AULA 56 Plano de Aula : Controle de Presões Instrutores: Eng. Joaquim BorgesXimenes e M.Sc. Fernando Coelho Duração da atividade: 02 horas-aula Conteúdos: identidade, linguagem oral, slides em Power pointConteúdos: identidade, linguagem oral, slides em Power point Disciplinas envolvidas: Engenharia hidráulica, automação, eng. Mecãnica Obj ti iObjetivos gerais: Identificar formas e equipamentos necessários a redução das pressões e, principalmente, aprender a decidir quando o controle das pressões é primordial, considerando a realidade concreta da empresa onde atua e propor projetos que altere essa realidade relativamente à falta de informações confiáveis e desorganização dos projetos que altere essa realidade, relativamente à falta de informações confiáveis e desorganização dos processos. Objetivos específicos:Objetivos específicos: Conhecer os conceitos internacionais relativos a controle de pressão em rede de distribuição; Identificar os pontos notáveis para medição de pressão na rede; Identificar os componentes geradores de pressões elevadas na rede;Identificar os componentes geradores de pressões elevadas na rede; Conhecer os equipamentos utilizados para monitoramento e controle de pressões; Tipos e dimensionamento de Válvulas redutoras de pressão e vazão; Instalação padrão de VRP´s.Instalação padrão de VRP s. 57 Metodologia da Aula 1.Para iniciar, haverá um breve dialogo sobre o entendimento original de cada aluno quanto a distinção entre pressão; 2.Apresentação de padrões de faixas de pressão aceitáveis para rede distribuidora;p ç p p p ; 3.Identificação dos processos aonde as perdas acontecem no SAA; 4 Caracterização das pressões elevadas em SAA;4.Caracterização das pressões elevadas em SAA; 5.Setorização de rede distribuidora; 6 Para finalizar um dialogo com os alunos sobre a bibliografia proposta e sobre suas impressões6.Para finalizar, um dialogo com os alunos sobre a bibliografia proposta e sobre suas impressões durante a visita técnica, motivando a construírem soluções para os sistemas que irão operar. 58 Fontes de Pesquisa BibliografiaBibliografia recomendadarecomendada 59 Bibliografia:g 1. Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água - PNCDA, Documentos Técnicos de Apoio DTA D1, Brasília 1999;p 2. Laboratório de Engenharia Hidráulica e Saneamento da UFPB – LENHS, 2007 3. Cartilha D30, Programa de Redução de perdas de água no sistema de distribuição, Compesa, 20072007; 4. PMSS – Curso de Capacitação em Processo Perdas Reais, 2006; 5. Abastecimento de Água, Milton Tomoyuki Tsutiya, 2004, Escola Politécnica da Universidade 5. Abastecimento de Água, Milton Tomoyuki Tsutiya, 2004, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. 6. Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP 60 COMO IDENTIFICAR A ÃIMPORTANCIA DA PRESSÃO NO CONTROLE E COMBATE ASCONTROLE E COMBATE AS PERDAS?PERDAS? 61 IMPORTANCIA DIRETA DO CONTROLE DE PRESSÕES NA REDE BALANÇO HÍDRICOBALANÇO HÍDRICO Consumo autorizado faturado Consumo faturado medido (incluindo água exportada) Água faturada Consumo faturado não medido BALANÇO HÍDRICOBALANÇO HÍDRICO Consumo autorizado Consumo faturado não medido Consumo autorizado não faturado Consumo não faturado medido Consumo não faturado não medido Água entrada no sistema medido Perdas aparentes Uso não autorizado Erros de medição Perdas reais nas tubulações de Água não faturada Perdas de água Perdas reais ç água bruta e no tratamento Perdas reais nas tubulações de adução Perdas reais nas redes de Perdas reais distribuição Perdas reais nos ramais Perdas reais e extravasamentos nos reservatórios 62 AÇÕES PARA A REDUÇÃO DOS VAZAMENTOSAÇÕES PARA A REDUÇÃO DOS VAZAMENTOS Controle de Pressão Perdas Pressão Reais Inevitáveis Controle Ativo de Vazamentos Rapidez e Qualidade dos reparos PerdasPerdas Potencialmente Recuperáveis Gestão da Infra- estrutura Os resultados dão sustentação as ações 63 RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO NA REDE E VAZAMENTOS A FUNÇÃO É EXPONENCIAL Quanto maior for a pressão maior serão os vazamentos Definição O índice de vazamento (iv) é relacionado com a vazão noturna A vazão noturna líquidao s com a vazão noturna. A vazão noturna líquida é definida como a mínima vazão noturna menos os usos não residenciais medidos e estimados. v a z a m e n t o ∆ I.V. n d i c e d e v Í N t D fi i õ d I V AZNP f “N ti l W t C il St di C itt R t N° 26 J l 1980” l t d l ∆ Pressão Nota: Definições de I.V. e AZNP, conforme “National Water Council Standing Committee Report N° 26, July 1980” - complementado pela publicação da WRc - Water Research Center “Managing Water Pressure (Report G)”. 64 CARACTERIZAÇÃO DOS VAZAMENTOSCARACTERIZAÇÃO DOS VAZAMENTOS Tipos de vazamentos CaracterísticasTipos de vazamentos Características V t I t Não aflorantes Baixa vazão Vazamentos Inerentes Não detectáveis por pesquisa acústica Escoam permanentemente Vazamentos não visíveis Não aflorantes Detectáveis por pesquisa acústica Duração depende da freqüência das pesquisas Aflorantes Vazamentos visíveis Aflorantes Curta duração 65 NDICE DE VAZAMENTO:NDICE DE VAZAMENTO: RELAÇÃO ENTRE A PRESSÃO MÉDIA NOTURNA DE UM DISTRITO OPERACIONALRELAÇÃO ENTRE A PRESSÃO MÉDIA NOTURNA DE UM DISTRITO OPERACIONALRELAÇÃO ENTRE A PRESSÃO MÉDIA NOTURNA DE UM DISTRITO OPERACIONALRELAÇÃO ENTRE A PRESSÃO MÉDIA NOTURNA DE UM DISTRITO OPERACIONAL m e n t o I.V. = 0,5 AZNP + 0,0042 (AZNP)² n d i c e d e V a z a m D fi i ã AZNPÍ n Definição AZNP: AZNP = S x Pmax + (1 – S) x Pmin AZNP – Pressão média noturna do sub setor (m.c.a.) Sendo: Pmax = máxima pressão noturna da área Pmin = mínima pressão noturna da áreap S = proporção da área que é submetida a pressão acima da pressão média, que é (Pmax + Pmin) ÷ 2, estimada com base na topografia e perdas de carga da área. 66 RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO X VAZÃO DE VAZAMENTOSRELAÇÃO ENTRE PRESSÃO X VAZÃO DE VAZAMENTOS CONCEITO FAVAD FAVAD - Fixed and Variable Area Discharge Pathsg • Vazão do vazamento varia com a pressão; • FAVAD reconhece que as áreas efetivas de descarga de vazão através de orifícios também variam com a pressão; • Relação pressão/vazamentos. 67 RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO x VAZÃO DE VAZAMENTOS FAVAD - Equação da Relação Pressão e Vazamento A Vazão do vazamento (Q) varia com a pressão PN1. Onde: N1 pode variar entre 0 5 e 2 5Onde: N1 pode variar entre 0,5 e 2,5. Equação: Q /Q = (P /P )N1Equação: Q1/Q0 = (P1/P0)N1 Os valores de N1 dependem dos tipos de orifícios ou rupturas e variam ao longo do tempo. 68 RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO x VAZÃO DE VAZAMENTOS Definição de Valores para N1Definição de Valores para N1 • Vazamentos inerentes: N1 aproxima se de 1 5;• Vazamentos inerentes: N1 aproxima-se de 1,5; • Vazamentos em rede ferro ou aço: N1 aproxima-se de 0,5; • Vazamentos em redes não metálicas: N1 aproxima-se de 2,5; • Nota: sugere-se adotar uma relação linear: N1 = 1,0, para grandes sistemas com tubulações de materiais variados (caso da COMPESA) 69 VANTAGENS DA IMPLANTAÇÃO DE UM PROGRAMA DE CONTROLE DE PRESSÃO 1. Redução de vazamentos; 2. Redução da freqüência de arrebentamentos de tubulações; 3 P t ã d i i t t id3. Prestação de um serviço mais constante ao consumidor; 4. Redução dos consumos relacionados com a pressão da água; 5. Diminuição da ocorrência de danos às instalações internas dos 6. usuários até a caixa d’água;6. usuários até a caixa d água; 7. Redução do consumo de energia em elevatórias. 70 RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO x VAZÃO DE VAZAMENTOS 71 RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO x VAZÃO DE VAZAMENTOS 72RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO x VAZÃO DE VAZAMENTOS 73 FLUXOGRAMA DAS FASES PARA IMPLANTAÇÃO DO Ç CONTROLE DE PRESSÃO 1 - LEVANTAMENTO DE DADOS 2- SIMULAÇÃO HIDRÁULICA 3- ANÁLISE ECONÔMICA 4- SETORIZAÇÃO 5 – MEDIDORES Q, V e P 6 - DIMENSIONAMENTO DA VRP 7 - PROJETO EXECUTIVO 8 - INSTALAÇÃO 9 - COMISSIONAMENTO 10- OTIMIZAÇÃO *MVP - Medições de vazão e pressão 11 - MANUTENÇÃO Fonte: B & B Engenharia LTDA. 74 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 11-- Levantamento de DadosLevantamento de Dados 1. Cadastro Técnico de Redes de Distribuição; 2 Cadastro Comercial2. Cadastro Comercial; 3. Histórico de altas pressões, arrebentamentos e índice de perdas. 4. Em casos de estudo de pressão aonde já existe VRP’s, verificar: • Diâmetro da tubulação; • Existência e estanqueidade de by-pass;stê c a e esta que dade de by pass; • Estanqueidade dos Registros em operação • Histórico de manutenção da VRP e seus componentes. 75 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 2 2 -- Simulação HidráulicaSimulação Hidráulica EPANETEPANETEPANETEPANET 76 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 2 2 –– Analise EconômicaAnalise Econômica (Planilha (Planilha CalcPRCalcPR)) 77 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO A concepção da setorização deve visar a definição 3 3 -- SetorizaçãoSetorização A concepção da setorização deve visar a definição de unidades que atendam às necessidades operacionais, e de gerenciamento de combate às perdas. Adutora Anel Primário da Zona Baixa Zona Alta ≡DP Zona Baixa Linha de Saída Zona Alta ≡DP Bomba Ponto de Medição VRP Booster Zona de Booster ≡ DP da Zona Baixa Zona de VRP ≡DPRegistro Fechado LEGENDA Distrito Pitométrico ≡ DPFonte: SABESP Ponto de Medição de Vazão/Pressão 78 SETORIZAÇÃO DO RECIFE Macromedição da Rede do Recife 1. Objetivos Manômetros e Dry-Flo Macromedidores 79 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 3 3 -- SetorizaçãoSetorização m c a Na setorização clássica, o desnível geométrico máximo deve ser de 50 m. Em regiões de topografia mais c a ≥ 2 0 m c a ≤ 5 0 m c a ≥ 2 0 m g g acidentada seria necessária a utilização de um reservatório intermediário. ≤ 5 0 m c ≤ A utilização de equipamentos como bombas de rotação variável e válvulas redutoras de pressão - VRP, t l d ã Região a ser abastecida pelo reservatório apoiado Região a ser abastecida pelo reservatório elevado Região Intermediária para o controle de pressão, suprem em muitos casos, a necessidade de implantação de novos reservatórios. Região Intermediária Fonte: Sarzedas - 1999 80 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 3 3 -- SetorizaçãoSetorização Atividades de Campo: •Verificação da exatidão do cadastro técnico das redes;•Verificação da exatidão do cadastro técnico das redes; • Varredura dos limites do setor - estanqueidade; • Isolamento físico da área. R d ã d di ã t l•Recomendação para zonas de medição e controle: • 500 a 3000 ligações • Até 25 Km de redes 81 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 4 4 -- Medição de Vazão e PressãoMedição de Vazão e Pressão •• Escolha os Pontos temporários de Medição de vazão, pressão e Escolha os Pontos temporários de Medição de vazão, pressão e nível na rede;nível na rede; ••Análise dos Resultados das Medições:Análise dos Resultados das Medições: • Defina o Ponto de Medição de Vazão e Pressão a montante do • ponto de instalação da VRP; • Defina os Pontos de Pressão crítica, máxima e média na área. •• Instale os medidores permanentes de vazão, pressão e nível na Instale os medidores permanentes de vazão, pressão e nível na rede;rede;rede;rede; •• Calibre o Modelo Hidráulico.Calibre o Modelo Hidráulico. 82 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 4 4 -- Medição de Vazão e PressãoMedição de Vazão e Pressão Definição do Ponto Médio: Definição do Ponto Médio: D t i ã á i (D t i ã á i (P áP á ) ã í i () ã í i (P iP i ))•• Determinar pressão máxima (Determinar pressão máxima (PmáxPmáx) e pressão mínima () e pressão mínima (PminPmin)) •• Determinar pressão média (Determinar pressão média (PmedPmed) = () = (PmaxPmax++PminPmin)/2)/2 •• Determinar Numero de ligações (NL1) submetidas a pressões Determinar Numero de ligações (NL1) submetidas a pressões > > PmedPmedg ç ( ) pg ç ( ) p •• Determinar Numero de ligações (NL2) submetidas a pressões Determinar Numero de ligações (NL2) submetidas a pressões << PmedPmed Ponto Médio = (Pmáx x NL1 + Pmin x NL2)Ponto Médio (Pmáx x NL1 + Pmin x NL2) Total de Ligações 83 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 4 4 -- Medição de Vazão e PressãoMedição de Vazão e Pressão Definição do Ponto Médio:Definição do Ponto Médio: 800 Pmed = (75+50) / 2 Pmed = 62,5 mca Cota média = 737,5 m 800 NL2 = 35 % Cota média 737,5 m 750 745740730725 737,5 NL2 = 35 % 735 Ponto Médio = (65% x 75 + 35% x 50) / 100% Ponto Médio = 66,25 mca Cota do Ponto Médio = 733,75 m 737,5 NL1 = 65 % 733,75 84 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 4 4 -- Medição de Vazão e PressãoMedição de Vazão e Pressão Pressupostos Iniciais:Pressupostos Iniciais: •A coleta de dados iniciais de pressão e vazão deve ser simultânea. •Os dados devem ser coletados por um período de pelo menos 15 dias com uso de “data loger” Os dados devem ser coletados por um período de pelo menos 15 dias, com uso de data loger acoplados aos sensores de vazão e pressão, devendo-se registrar os dados em intervalos de 15 minutos. • A área de estudo deve está isolada das demais áreas de distribuição; • As simulações de redução de pressão devem ser considerados satisfatórios, para a ti id d d t b lh d d ã d ãcontinuidade do trabalho de redução da pressão.. 85 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 6 6 -- Dimensionamento da Válvula Redutora de PressãoDimensionamento da Válvula Redutora de Pressão •• Análise dos Dados de Campo;Análise dos Dados de Campo;Análise dos Dados de Campo;Análise dos Dados de Campo; •• Critério de Regulagem;Critério de Regulagem; •• Diâmetro Nominal da VRP;Diâmetro Nominal da VRP; •• Estimativa de Perda de Carga;Estimativa de Perda de Carga;g ;g ; •• Verificação do Risco de Cavitação.Verificação do Risco de Cavitação. 86 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 6 6 -- Dimensionamento da Válvula Redutora de PressãoDimensionamento da Válvula Redutora de Pressão Análise dos dados de Campo: Análise dos dados de Campo: A partir dos dados coletados em campo são estabelecidos osA partir dos dados coletados em campo são estabelecidos os seguintes parâmetros: ••Vazão máxima;Vazão máxima;;; •• Vazão mínima;Vazão mínima; •• Vazão mínima projetada;Vazão mínima projetada;Vazão mínima projetada;Vazão mínima projetada; •• Pressões máxima e mínima no ponto de instalação da VRP;Pressões máxima e mínima no ponto de instalação da VRP; •• Pressões máxima e mínima no Ponto Crítico da áreaPressões máxima e mínima no Ponto Crítico da área•• Pressões máxima e mínima no Ponto Crítico da área.Pressões máxima e mínima no Ponto Crítico da área. •• Em casos de grande diferença entre a vazão máxima e a vazão Em casos de grande diferença entre a vazão máxima e a vazão mínima para abastecimento da área, considerar a instalação de válvulasmínima para abastecimento da área, considerar a instalação de válvulasmínima para abastecimento da área, considerar a instalação de válvulas mínima para abastecimento da área, considerar a instalação de válvulas em paralelo.em paralelo. 87 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO D t i ã d Diâ t d VRPD t i ã d Diâ t d VRP6 6 -- Dimensionamento da Válvula Redutora de PressãoDimensionamento da Válvula Redutora de Pressão Determinação do Diâmetro da VRPDeterminação do Diâmetro da VRP Diâmetro Nominal Vazão Mínima Vazão Máxima [m³/ h] [pol] [mm] [m³/ h] Fluxo Máximo I t it t Fluxo Máximo C tíIntermitente Contínuo 1 ¼ “ 32 0.23 26.1 21.1 1 ½ “ 40 0.23 35.9 28.4 2 ” 50 0.23 59.1 47.7 2 ½ “ 65 4.5 84.0 68.1 3 75 6.8 129.5 104.5 4 100 11.4 227.1 181.7 6 150 26.1 522.4 408.8 8 200 45.4 885.8 704.1 10 250 68.1 1362.7 1112.9 12 300 90.8 1953.2 1589.8 14 350 113.6 2384.7 1930.5 16 400 147.6 3179.7 2498.3 Fonte: Catálogo do fabricante (Watts). 88 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 6 6 -- Dimensionamento da Válvula Redutora de PressãoDimensionamento da Válvula Redutora de Pressão Estimativa da Perda de CargaEstimativa da Perda de Carga A perda de carga na VRP pode ser A perda de carga na VRP pode ser determinada através da seguinte fórmula:determinada através da seguinte fórmula: DIÂMETRO N O M IN AL [po l] [mm ] CO EFIC IEN TE DE PERDA DE CARGA (Watts) determinada através da seguinte fórmula:determinada através da seguinte fórmula: 1 ¼ 32 2 ,33 1 ½ 40 2 ,52 2 50 3 47 Sendo: QP: Perda de carga na VRP [mca] 702,0 6.3 2 x CVx QP ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=∆ 2 50 3 ,47 2 ½ 65 5 ,99 3 75 7 ,89 4 100 13 ,88QP: Perda de carga na VRP [mca] Q : Vazão máxima na instalação [m³/h] CV: Coeficiente de perda de carga, 4 100 13 ,88 6 150 29 ,02 8 200 52 ,99 10 250 88 ,32CV: Coeficiente de perda de carga, conforme tabela ao lado. 10 250 88 ,32 12 300 109 ,14 14 350 145 ,10 16 400 186 ,11 Fonte: Catálogo do fabricante (Watts). 16 00 86 , 89 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 6 6 -- Dimensionamento da Válvula Redutora de PressãoDimensionamento da Válvula Redutora de Pressão Estimativa da Perda de CargaEstimativa da Perda de Carga Caso a perda de carga comprometa o abastecimento no ponto crítico (10 Caso a perda de carga comprometa o abastecimento no ponto crítico (10 mcamca conforme NBR 12218/94 da ABNT):conforme NBR 12218/94 da ABNT): •• Verificar a possibilidade de aumentar o diâmetro da tubulação do byVerificar a possibilidade de aumentar o diâmetro da tubulação do by--pass pass e singularidades para o mesmo diâmetro da rede;e singularidades para o mesmo diâmetro da rede; •• Escolher a VRP com diâmetro imediatamente superior e recalcularEscolher a VRP com diâmetro imediatamente superior e recalcular•• Escolher a VRP com diâmetro imediatamente superior e recalcular, Escolher a VRP com diâmetro imediatamente superior e recalcular, observando os critérios de vazões ‘máxima e mínima;observando os critérios de vazões ‘máxima e mínima; •• Refazer a análise de custoRefazer a análise de custo--benefício.benefício.Refazer a análise de custoRefazer a análise de custo benefício.benefício. FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 6 6 -- Dimensionamento da Válvula Redutora de PressãoDimensionamento da Válvula Redutora de Pressão Verificação do Risco de CavitaçãoVerificação do Risco de Cavitação Determinar a mínima pressão Determinar a mínima pressão pressãopressão de saída possível na VRP:de saída possível na VRP: 140 150 160 170 180 190 200 t e [ m c a ] PjusPjus = 0,35 * = 0,35 * PmontPmont -- 10 [10 [mcamca]] sendo: 50 60 70 80 90 100 110 120 130 P r e s s ã o a M o n t a n t Pjus = Pressão à jusante mínima (mca) P t P ã à t t á i 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Pressão a Jusante [mca] P Pmont = Pressão à montante máxima (mca) Pressão a Jusante [mca] 91 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 7 7 -- Projeto ExecutivoProjeto Executivo Dados a serem levantados em visita ao local previsto para a Dados a serem levantados em visita ao local previsto para a instalação:instalação: •• O local de instalação deve respeitar os seguintes critérios:O local de instalação deve respeitar os seguintes critérios: ••Limites de propriedades particulares (residência/comércio);Limites de propriedades particulares (residência/comércio); ••Outras redes (pluvial, esgoto, etc.);Outras redes (pluvial, esgoto, etc.); ••Trânsito, etc.Trânsito, etc. ••Localização da rede, verificandoLocalização da rede, verificando--se a profundidade e posição relativa se a profundidade e posição relativa (rua, calçada);(rua, calçada); Di õ d l d l l f i l i t l ãDi õ d l d l l f i l i t l ã•• Dimensões da calçada: local preferencial para instalação.Dimensões da calçada: local preferencial para instalação. 92 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 7 7 -- Projeto ExecutivoProjeto Executivo Parâmetros de VerificaçãoParâmetros de Verificação •• Necessidade de rebaixamento da rede;Necessidade de rebaixamento da rede; •• Dimensões internas da caixa;Dimensões internas da caixa;Dimensões internas da caixa;Dimensões internas da caixa; •• Dimensionamento estrutural da caixa.Dimensionamento estrutural da caixa. 93 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 7 7 -- Projeto ExecutivoProjeto Executivo ESQUEMA HIDRÁULICO PADRÃO ESQUEMA HIDRÁULICO PADRÃO PLANTA DE SITUAÇÃO DETALHE DA CAIXA EM CORTE Alinhamento Predial Guia Guia Alinhamento Predial EM CORTE Nível da Rua Nível da Rua N ível do Passeio CORTE AA CORTE BB 94 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 8 8 -- InstalaçãoInstalação Providências para o Início das ObrasProvidências para o Início das Obras •• Verificar autorizações para execução da obra junto aos órgãos Verificar autorizações para execução da obra junto aos órgãos t tt tcompetentes;competentes; •• Comunicar aos órgãos de imprensa e planejar com a operadora de Comunicar aos órgãos de imprensa e planejar com a operadora de água local data e duração da interrupção de abastecimento para água local data e duração da interrupção de abastecimento para corte da rede e instalação dos componentes hidráulicos.corte da rede e instalação dos componentes hidráulicos.ç pç p 95 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão Critério de Regulagem Critério de Regulagem -- Pressão de Saída Fixa: Pressão de Saída Fixa: O sistema não sofre grandes alterações de demanda e não apresenta alterações significativas na perda de carga em função do consumo.ç g p g ç Atuação: Restringe e mantém a pressão à jusante fixa em um determinado valor fixo, independente de variações na área., p ç Solução apropriada em regiões onde a perda de carga entre a válvula e o ponto crítico não ultrapasse 10 mca.e o ponto crítico não ultrapasse 10 mca. 96 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão Critério de Regulagem Critério de Regulagem -- Pressão de Saída VariávelPressão de Saída Variável Sistema que apresenta grande perda de carga em função do consumo.q p g p g ç Atuação: Altera a pressão de saída da VRP em função de mudança de horário (modulação por tempo) ou alterações de demanda (modulação por ã )vazão). Modulação por Tempo:Modulação por Tempo: Perfil mais regular de consumo. Modulação pela Vazão:Modulação pela Vazão: Variações de perda de carga muito grandes e mudanças potenciais no perfil de consumo (necessita medidor de vazão). 97 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão Princípio de Funcionamento da VRP com Pressão de Saída FixaPrincípio de Funcionamento da VRP com Pressão de Saída Fixa O princípio deste sistema é fazera válvula principal reproduzir os movimentos da válvula piloto sob a ação das pressões a montante e a jusantep p p p p p ç p j X X D D Aberto Fechado YX X FLUXO YX X FLUXO BC BC Quando a válvula piloto B estiver aberta, a pressão contida no circuito de controle não exerce nenhuma força na membrana da válvula principaL A, o que faz com que o sistema de fechamento fique livre e a válvula abre A A Quando a válvula piloto B estiver fechada, a pressão contida no circuito de controle exerce força na membrana da válvula principaL A, que fecha. COMPONENTES A – Válvula Principal B – Válvula Piloto C – Orifício Fixo fique livre e a válvula abre. ACESSÓRIOS X – Válvulas de Fechamento do Circuito Hidráulico Y – Filtro do Circuito Hidráulico D – Ajuste de Velocidade de Abertura da VRP (válvula agulha) 98 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO Princípio de Funcionamento da VRP com Pressão de Saída FixaPrincípio de Funcionamento da VRP com Pressão de Saída Fixa 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão Pressão 45 m.c.a Princípio de Funcionamento da VRP com Pressão de Saída FixaPrincípio de Funcionamento da VRP com Pressão de Saída Fixa Redução deRedução de h tempo 45 20 Pontos de maior consumo (vazão) Reservatório Redução de Redução de pressão com pressão com pressão de pressão de í f (í f ( 100 m.c.a tempo6 12 15 saída fixa (sem saída fixa (sem modulação)modulação) 3 Pressão de Saída VRP Ponto crítico Vazão m3/h h Pressão de Saída h 45 20 m.c.a 125 25 h tempo h tempo6 12 15 6 12 15 99 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão ESQUEMA DA LIGAÇÃO DOESQUEMA DA LIGAÇÃO DOESQUEMA DA LIGAÇÃO DO ESQUEMA DA LIGAÇÃO DO CONTROLADOR COM A VRPCONTROLADOR COM A VRP 100 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão Modulação pela VazãoModulação pela Vazãoç pç p Permite a variação de pressão de saída da VRP em função da alteração de demanda da área, ou seja, pressões maiores de saída ç , j , p são reguladas automaticamente quando a demanda da área aumenta, para compensar as perdas de carga em função do consumo entre a VRP e o ponto crítico. 101 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão O D O O D O A V R P A V R P G A Ç Ã O G A Ç Ã O C O M A C O M A D A L I G D A L I G A D O R C A D O R C E M A D E M A D T R O L A T R O L A E S Q U E S Q U C O N T C O N T 102 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO Princípio de Funcionamento da VRP com Pressão de Saída Variável 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão Pressão Princípio de Funcionamento da VRP com Pressão de Saída Variável Redução deRedução deReservatório h 45 20 m.c.a Redução de Redução de pressão modulada pressão modulada pela vazãopela vazão100 m.c.a h tempo6 12 15 Autowat VRP Ponto crítico Vazão m3/h Pressão de Saída 125 25 45 20 m.c.a h tempo h tempo6 12 15 6 12 15 103 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão TESTES COMPLEMENTARESTESTES COMPLEMENTARES Testes a serem efetuados após o Testes a serem efetuados após o comissionamentocomissionamento:: •• Teste controlado com pressões de saída reduzidas;Teste controlado com pressões de saída reduzidas; • Teste adicional para válvulas com modulação pela vazão. 104 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão OPERAÇÃO EM SITUAÇÕES ESPECIAISOPERAÇÃO EM SITUAÇÕES ESPECIAIS Rodízio:Rodízio: •• A VRP retorna automaticamente ao funcionamento normal. Falha do Controlador:Falha do Controlador: A VRP á j t d á i ã d íd d•• A VRP permanecerá ajustada para a máxima pressão de saída da regulagem; • Facilmente detectado com a medição da pressão de saída da VRPFacilmente detectado com a medição da pressão de saída da VRP. 105 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão VERIFICAÇÃO DO DESEMPENHO DA VRPVERIFICAÇÃO DO DESEMPENHO DA VRP Monitoramento das vazões do sistema / Volume total de água consumido em 24 horas: •• Leitura dos medidores / hidrômetros instalados; • Leitura dos dados de vazão do datalogger;Leitura dos dados de vazão do datalogger; • Instalação de medidor específico por 24 horas. 106 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão Extensão da Rede: 16,00 Km Exemplo de Aplicação de VRP - Diam. 250 mm 300 350 , Volume Antes da Regulagem 4870,0 m³/dia 200 250 ã o ( m ³ / h ) 56,37 l/s 100 150 V a z ã Volume Após a Regulagem 3994,0 m³/dia 46,23 l/s Vazão Mínima Noturna: 0 50 0 0 : 1 5 0 1 : 0 0 0 1 : 4 5 0 2 : 3 0 0 3 : 1 5 0 4 : 0 0 0 4 : 4 5 0 5 : 3 0 0 6 : 1 5 0 7 : 0 0 0 7 : 4 5 0 8 : 3 0 0 9 : 1 5 1 0 : 0 0 1 0 : 4 5 1 1 : 3 0 1 2 : 1 5 1 3 : 0 0 1 3 : 4 5 1 4 : 3 0 1 5 : 1 5 1 6 : 0 0 1 6 : 4 5 1 7 : 3 0 1 8 : 1 5 1 9 : 0 0 1 9 : 4 5 2 0 : 3 0 2 1 : 1 5 2 2 : 0 0 2 2 : 4 5 2 3 : 3 0 Economia: 10,14 l/s sem Regulagem: 132,0 m³/dia com regulagem: 92,0 m³/dia 0 0 0 1 0 1 0 2 0 3 0 4 0 4 0 5 0 6 0 7 0 7 0 8 0 9 1 0 1 0 1 1 1 2 1 3 1 3 1 4 1 5 1 6 1 6 1 7 1 8 1 9 1 9 2 0 2 1 2 2 2 2 2 3 Tempo (h)Fonte: SABESP. 107 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 99-- ComissionamentoComissionamento da Válvula Redutora de Pressãoda Válvula Redutora de Pressão Verificações suplementares em caso de mudanças na performance do distrito operacional:operacional: a)a) Estanqueidade dos registros de fronteira; b) Novas ligações de grandes consumidores; c) Arrebentamentos ou vazamentos importantes; d) Problemas de funcionamento do conjunto controlador / VRP. 108 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 10 10 -- Otimização da VRPOtimização da VRP a) Implantação de telemetria e telecomando; b) Pesquisa de vazamentos não visíveis; c) Manutenção e acompanhamento de indicadores;) ç p ; d) Gerenciamento de metas de performance do abastecimento.. 109 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 11 11 –– Manutenção da VRPManutenção da VRP a) Limpar regularmente os filtros principal e secundário; b) Identificar vazamentos ou amassamento na tubulação do circuito de pilotagem;b) Identificar vazamentos ou amassamento na tubulação do circuito de pilotagem; c) Comprovar operacionalidade das válvulas esfera do circuito de pilotagem; d) Conferir medições de pressão com aquelas que orientam o plano de regulagem da ) ç p q q p g g válvula; e) Verificar se o desempenho da modulação da válvula se mantém constante e suavesuave. 110 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 11 11 –– Manutenção da VRPManutenção da VRP ControladorControlador a) Verificar a carga das baterias; b) Verificar o estado geral dos cabos e suas conecções;b) Verificar o estado geral dos cabos e suas conecções; c) Verificar a funcionalidade do datalogger; d) Verificar se a velocidade de modulação da válvula se mantém constante e suave; e) Verificar a desobstrução do filtro na tomada de pressão de entradae) Verificar a desobstrução do filtro na tomada de pressão de entrada. 111 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 11 11 –– Manutenção da VRPManutenção da VRP Distrito operacional de abrangência da VRPDistrito operacional de abrangência da VRP a) Verificar a estanqueidade das válvulas de limite do subsetor. b) Conferir a regularidade das vazões noturnas em relação às que embasam a ) g especificação de regulagem; c) Verificar as pressões nos pontos críticos; d) Verificar a validade dos pontos críticos originais; e) Programa de detecção de vazamentos; f) V ifi ã d i tê i d b i i t f i di õ df) Verificação da existência de obras e serviços que possam interferir nas condições de trabalho fixadas para a VRP. 112 FASES DE IMPLANTAÇÃO DO CONTROLE DE PRESSÃO 11 11 –– Manutenção da VRPManutenção da VRP Caixa de AbrigoCaixa de AbrigoCaixa de AbrigoCaixa de Abrigo • Verificar a operacionalidade das condições de acesso; • Verificar a estabilidade das condições estruturais; V ifi li d i t i d i• Verificar a limpeza do interior da caixa; • Verificar a presença de infiltrações. 113 REFLITA “O passado nada mais é do que a cadeira REFLITA O passado nada mais é do que a cadeira que você se senta no presente para pensar no futuro.” Corisco, cangaceiro nordestino, integrante do grupo de Lampião LembreLembre--se:se: g g p p O empreendedor não se fixa no passado! Ele estuda as experiências passadas! Respeita o legado e a dedicação dos práticos! ...constrói o futuro com base em estudos, perseverança e sem medo. 114 MÓDULO 5 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOSATIVO A VAZAMENTOS Eng. Joaquim Ximenes, M. Sc. Fernando Coelho Outubro/2008 PLANO DEAULAPLANO DE AULA 116 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Instrutor: Eng. Joaquim Borges Ximenes e M.Sc.Fernando CoelhoInstrutor: Eng. Joaquim Borges Ximenes e M.Sc.Fernando Coelho Duração da atividade: 04 horas-aula Conteúdos: linguagem oral, slides em Power point Disciplinas envolvidas: Engenharia hidráulica engenharia de matérias informática mecânica dos Disciplinas envolvidas: Engenharia hidráulica, engenharia de matérias, informática, mecânica dos fluídos. Objetivos específicos: •Conhecer os fatores geradores de vazamentos; •Engenharia dos materiais aplicados em rede de distribuição, suas características e resistência ag p ç , pressão; •Forma de detecção de vazamentos não visíveis; •Equipamentos de detecção de vazamentos não visíveis;Equipamentos de detecção de vazamentos não visíveis; •Método Usual para mensurar o volume perdido em vazamentos. Topo 117 Fontes de Pesquisa BibliografiaBibliografia recomendadarecomendada 118 Referências Bibliográficas CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Referências Bibliográficas 1. AZEVEDO NETTO, J.M.; FERNANDEZ Y FERNANDEZ, M.; ARAUJO, R.; ITO, A.E. Manual de hidráulica. 8. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 1998. 669 p. 2. CETRE do Brasil LTDA. Apostila do Curso de Detecção de Vazamentos Não Visíveis – Métodos Acústicos. 2003. 154p. 3. COELHO, A. C. Medição de Água, Política e Prática. Recife-PE. COMUNICARTE. 1996. 360p. 4. TSUTIYA, Milton Tomoyuki. Abastecimento de água. Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da USP,São Paulo-SP. 2006. 643p. 5 RODRIGUES C Apostila do Curso de Hidráulica Continuada para técnicos e engenheiros e5. RODRIGUES, C. Apostila do Curso de Hidráulica Continuada para técnicos e engenheiros e tecnólogos da SABESP. SABESP, São Paulo-SP.2004. 168p. 6. Páginas da internet de fornecedores de equipamentos. 7. Documentos Técnicos de Apoio – DTAs elaborados no âmbito do PNCDA (Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água). Ministério do Planejamento e Orçamento – Secretaria de Política Urbana, 1998. Topo 119 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Conceito O Controle Ativo representa a ação sistemática no sentido de localizar e reparar os vazamentos visíveis e não-visíveis existentes, através de pesquisa de campo e de métodos acústicos de pesquisa. O controle ativo se opõe ao controle passivo. Neste caso, a companhia de saneamento só atua quando o vazamento aflora a superfície (vazamento visível), após tomar conhecimento através de reclamações da população registradas no call center ou na loja do cliente através de reclamações da população, registradas no call center ou na loja do cliente. O controle passivo, obviamente, representa um maior volume de água perdida, já que grande parte dos vazamentos não visíveis demora a aflorar ou não aflora à superfícieparte dos vazamentos não-visíveis demora a aflorar, ou não aflora à superfície. 120 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Conceito A figura e a tabela a seguir resumem a classificação dos vazamentos e sintetizam as características mais marcantes dos tipos de vazamentos apresentadoscaracterísticas mais marcantes dos tipos de vazamentos apresentados. 121 Exemplo: O Balanço Econômico de Controle de Vazamentos o s e Ní l E ô i d a z a m e n t o u a Nível Econômico de Vazamentos r o l e d e V a d a d e Á g u I n e r e n t e s d o C o n t r P e r d V a z a m e n t o s C u s t o V NRW - Reducing Physical Losses Nível de Vazamentos 122 Com que Frequência Deveria ser Feita a Detecção de Vazamentos? d e Uma vez a cada 6 meses Uma vez a cada 4 meses o n t r o l e d s Uma vez por ano Uma vez a cada 3 s t o d o C z a m e n t o Uma vez a cada 2 anos anos Volume Anual de Vazamentos C u s V a z cada 2 anos NRW - Reducing Physical Losses Volume Anual de Vazamentos 123 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Vazamentos: Formas de afloramento, volume perdido. 124 Vazamentos: Formas de afloramento, volume perdido NRW - Performance Indicators 125 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Novas Fontes de Água 1. Novas Represas 2 D i d Ri2. Desvio de Rios 3. Captação de Chuvas 4. Dessalinização 5. Icebergs SÓ ACABE COM OS VAZAMENTOS !!! 126 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Planejamento das ações Sair pesquisando indiscriminadamente a rede de distribuição e seus ramais Sair pesquisando indiscriminadamente a rede de distribuição e seus ramais prediais, sem nenhuma análise prévia, constitui-se, geralmente, em medida pouco eficaz e acarreta desperdício de recursos. p p Uma série de indícios podem otimizar a atividade de pesquisa. Identificamos 2 métodos de pesquisa: 127 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Planejamento das ações: Pesquisa com medição: a ação mais eficiente, porem nem sempre é possível. Nesse caso são utilizados os distritos operacionais, onde são medidas as vazões diárias e as vazões mínimas noturna. A área de pesquisa operacionais,onde são medidas as vazões diárias e as vazões mínimas noturna. A área de pesquisa é priorizada através do indicador denominado Fator de Pesquisa. Em geral, se o fator de pesquisa for superior a 30%, a área contém vazamentos economicamente detectáveis. Pesquisa sem medição: as áreas a serem pesquisadas são as potencialmente mais suscetíveis, em função do histórico de vazamentos pressões elevadas idade das redes Assim em áreas críticas podem ser feitasvazamentos, pressões elevadas, idade das redes. Assim, em áreas críticas podem ser feitas pesquisas 3 vezes ao ano, enquanto que nas menos críticas 1 vez a cada 3 anos. 128 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Conceito de Fator de PesquisaConceito de Fator de Pesquisa Q MÁX = 45 l/s FP = Qmínima noturna x 100 (%) Qmédia 50 60 Q MÁX 45 l/s ã o ( l / s ) 1 9 8 4 Q MÉDIA = 22 l/s 30 40 V a z ã FP = 6 x 100 = 27% 22 n t e : M e i c h e s - Q MÉDIA 22 l/s Q MIN = 6 l/s10 20 O Fator de Pesquisa é um parâmetro que dá indicações fortes sobre a existência de vazamentos F o n Tempo (h) 0 16 17 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 O Fator de Pesquisa é um parâmetro que dá indicações fortes sobre a existência de vazamentos na área. Valores altos significam grande potencial de retorno nos trabalhos de pesquisa acústica para detecção dos vazamentos. 129 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Taxa Natural de Ocorrência de VazamentosTaxa Natural de Ocorrência de Vazamentos Taxa Média de Vazamento (que irá variar entre os extremos dependendo CONTROLE PASSIVO O S ARREBENTAMENTOS da freqüência das Pesquisas e reparos) V A Z A M E N T O e r - 2 0 0 0 DETECÇÃO Nível Mínimo de Vazamentos para a área, sem redução de pressão e bilit ã d V B u t l e r – P a l m TEMPO DETECÇÃO E REPARO reabilitação das tubulações F o n t e : Se nenhuma medida corretiva ou preventiva de combate aos vazamentos for adotada, há uma tendência natural de crescimento do número e dos volumes perdidos relativos aos vazamentos ao longo do temponatural de crescimento do número e dos volumes perdidos relativos aos vazamentos ao longo do tempo. 130 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Relação entre freqüência de pesquisas e duração dos vazamentos nãoRelação entre freqüência de pesquisas e duração dos vazamentos não--visíveisvisíveis C lí i i á i dCom uma política sistemática de pesquisa para detecção de vazamentos o não-visíveis, o vazamento dura, em média, a metade do intervalo de tempo 3 4 a s p o r a n o entre as pesquisas. Dobrando-se a freqüência da pesquisa (e o 1 2 3 p e s q u i s a correspondente custo), a duração média dos vazamentos não-visíveis (e 1 0 50d 100d 150d 200d n º d e os volumes perdidos) cai pela metade. A curva ao lado mostra estas relações. 0 50d 100d 150d 200d Duração média do vazamentos não-visível (dias) Fonte: Allan Lambert 1998 cu va ao ado os a es as e ações. 131 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS 2ª PARTE DA AULA2ª PARTE DA AULA 132 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Volume Perdido no Vazamento: Função do Tempo e da Vazão m 3 Duração do Vazamento m e n t o , C L RV a z a m Tempo Volume Perdido no Vazamento = Tempo (C+L+R) x VazãoVolume Perdido no Vazamento = Tempo (C+L+R) x Vazão C: Conhecimento; L: Localização; R: Reparo NRW - Understanding Leakage, Key Relationships 133 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS 134 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS REGISTRO DAS RECLAMAÇÕES E EMISSÃO DAS ORDENS DE SERVIÇO Equipes de campo Distribuição de serviços Cliente C ll CCall Center Al if dAlmoxarifado Localidades atendidas Programação utilizando sistema cadastral Fonte: Adaptada da COMPESA.. 135 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Vazamentos em Tubulações EnterradasVazamentos em Tubulações EnterradasVazamentos em Tubulações EnterradasVazamentos em Tubulações Enterradas tubo rachadoVisíveis, não visíveis e inerentesTipo Ocorrência Corpo ou junta das tubulações e conexões Natureza Trincas, furos, desconexão, deteriorização de juntas de chumbo, plástica, soldada, â válvula Origem elástica, mecânica Pressão interna excessiva; sobrecarga de tráfego; mau assentamento; fadiga; corrosão; tipo de solo; variação do regime operacional. tubo perfurado luva Volume perdido Consequência Variável Perdas do líquido, riscos de poluição, outras perdas (energia, financeiras, etc) tubo quebrado hidrante juntas corroídas CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Principais causas de Vazamentos nas redes de águaPrincipais causas de Vazamentos nas redes de água Causas Internas Causas ExternasCausas Internas Causas Externas Estrutura e Qualidade dos Tubos, e Juntas −Qualidade e estruturas inadequadas dos tubos, e juntas ; Ambiente onde os Tubos estão Instalados −Aumento da carga de tráfego; −Depressões ao redor dos tubos que ocultam os juntas ; −Diminuição da resistência devido à corrosão; −Degeneração do material por envelhecimento. Depressões ao redor dos tubos que ocultam os vazamentos de água; −Movimentos do solo; −Diferenças das condições entre o projeto e a realidade;Projeto e Tecnologia de Montagem Diferenças das condições entre o projeto e a realidade; −Excesso de tensões externas; −Corrosão potencial devido à agressividade do solo. Projeto e Tecnologia de Montagem −Projeto inadequado; −Encaixe inadequado das juntas e outros tubos; −Reaterro mal executado; Movimentos de Terra próximo a vala do tubo;−Esforço de outras estruturas (galerias, bueiros); −Métodos anti-corrosão inadequados; −Corrosão por diferentes tipos de metais. Movimentos de Terra próximo a vala do tubo −Danos decorrentes de movimentos de terra de obras realizadas por outras empresas; −Alterações nas condições de assentamento das ç ç tubulações devido a movimentações de terra de obras realizadas por outras empresas. Fatores Internos nos Tubos −Pressão e qualidade da água (corrosão interna); −Golpe de aríete; • p - Manobras contínuas de abertura e fechamento de válvulas de parada (racionamento). CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP –– Diagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em RamaisDiagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em Ramais 138 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP –– Diagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em RamaisDiagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em Ramais CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP –– Diagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em RamaisDiagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em Ramais 140 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP –– Diagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em RamaisDiagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em Ramais 141 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP–– Diagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em RamaisDiagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em Ramais 142 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP –– Diagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em RamaisDiagnóstico sobre ocorrência de Vazamentos em Ramais 143 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Ocorrência de Vazamentos em RamaisOcorrência de Vazamentos em Ramais 144 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP –– Normas de materiais para ramais prediaisNormas de materiais para ramais prediais 145 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP -- Melhorias de materiais para ramais prediaisMelhorias de materiais para ramais prediais 146 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP -- Melhorias e Padronização de novas ligações prediaisMelhorias e Padronização de novas ligações prediais 147 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP -- Melhorias e Padronização de cavalete e caixa de hidrômetroMelhorias e Padronização de cavalete e caixa de hidrômetro 148 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS SABESP SABESP -- Melhorias e Padronização de cavalete e caixa de hidrômetroMelhorias e Padronização de cavalete e caixa de hidrômetro CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS 3ª parte da aula - equipamentos CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Detecção de Vazamentos Detecção de Vazamentos –– Método AcústicoMétodo Acústico • Propriedades do som; • Propagação do ruído de vazamentos; • Características do amortecimento do ruído; • Relação entre o ruído do vazamento e as características da tubulação; • Faixa de percepção dos equipamentos de detecção;p pç q p ç ; • Equipamentos principais e auxiliares; • Procedimentos e técnicas.Procedimentos e técnicas. 151 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Propriedades do SomPropriedades do Som •Propaga-se em meios materiais que tem massa e elasticidade; •Não se propaga no vácuo; •Freqüência – (Altura - medida em Hertz (Hz)•Freqüência – (Altura - medida em Hertz (Hz). • Audível pelo ouvido humano numa freqüência entre 20 Hz e 20 kHz; • Ultra-som – acima de 20 kHz; • infra-som – abaixo de 20 Hz. •Amplitude – (Intensidade - medida em decibéis (dB)): Som forte - é um som com maior amplitude;Som forte - é um som com maior amplitude; Som fraco - é um som com menor amplitude. •Velocidade do Som = 360 m/s. 152 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Propagação do Ruído do VazamentoPropagação do Ruído do Vazamentop g çp g ç O ruído do vazamento é composto por diversos sons , tais como: Som da Fricção da água com as paredes do tubo Solo Tubo Som do fluxo de água através Som da vibração do tuboSom do Impacto d á l de água atravésda aberturada água no solo 153 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS A taxa de amortecimento do ruído de vazamento é dada pela capacidade do material do tubo em Características do Amortecimento do RuídoCaracterísticas do Amortecimento do Ruído A taxa de amortecimento do ruído de vazamento é dada pela capacidade do material do tubo em absorver as ondas de propagação do som do ruído de vazamento. a) em relação à rigidez do material, um tubo feito de material com alta rigidez tem paredes mais “duras”,) ç g , g p , fazendo com que as ondas sonoras sejam melhor refletidas nas paredes, facilitando sua propagação. Os tubos fabricados com material de menor rigidez têm as paredes maleáveis, que absorvem parte da onda sonora, dificultando sua propagação. FERRO AÇOPVC p p g ç FERRO FUNDIDO SOM SOM EXTERNO INTERNO 154 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Relação Ruído do Vazamento X Características da TubulaçãoRelação Ruído do Vazamento X Características da Tubulação Item Alta intensidade Média Intensidade Baixa Intensidade ç çç ç Faixa de freqüência Acima de 1.000 Hz 500 Hz - 1.000 Hz Abaixo de 500 Hz Tamanho do orifício Pequeno Grande Muito Grande Velocidade do escoamento noVelocidade do escoamento no interior do tubo com vazamento Muito Alta Baixa Muito Baixa Diâmetro do tubo Pequeno Médio Grande M t i l d T b A i idá l Ferro Fundido fibrocimento plástico ( PVC ) eMaterial do Tubo Aço e aço inoxidável Ferro Fundido, fibrocimento, plástico ( PVC ) e Polietileno Distância Próxima Longe Muito Longe Pressão da água Alta Baixa Muito BaixaPressão da água Alta Baixa Muito Baixa 155 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Faixa de percepção dos equipamentos de detecçãoFaixa de percepção dos equipamentos de detecção Freqüência audível dos ruídos de vazamento A linha tracejada representa as faixas de freqüência audíveis dentre Faixa de freqüência dos ruídos de vazamento Freqüências que podem ser detectadas na superfície do solo Freqüências 100 Hz 200 300 1.500 500 1.000 2.000 3.000 2.700 4.000 10.000 Hz. 5.000 Tubo de ferro fundido Tubo de PVC A linha tracejada representa as faixas de freqüência audíveis dentre as quais se pode detectar os vazamentos fazendo a pesquisa diretamente sobre o tubo. 6.000100 Hz 1.000 3.000 10.000 Hz. Haste de escuta Geofone eletrônico C l i d d íd Som gerado por escoamento em torneiras quando as pesquisas são realizadas diretamente no tubo Som gerado por equipamentos Correlacionador de ruídos Sons de interferências p q Som do vento R íd b Som de veículo em trânsito Fonte: SAPPORO/JAPÃO - 1994 Ruídos urbanos 156 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Priorização de Áreas para Pesquisa de VazamentosPriorização de Áreas para Pesquisa de Vazamentos • Fator de pesquisa se houver medições prévias de vazão (Razão entre vazão mínima noturna e vazão média em um período de 24h); • Análise econômica do custo/beneficio da pesquisa de vazamentos no sistema; M d õ• Mapeamento de pressões; • Mapeamento de idade de rede; Diâ t d d• Diâmetros das redes; • Material do ramal; • Incidência de vazamentos por período de tempo;• Incidência de vazamentos por período de tempo; • Número de vazamentos por extensão de rede; • Comparação entre macro e micromedição;Comparação entre macro e micromedição; • Dentre outros. CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS Equipamentos Principais e AuxiliaresEquipamentos Principais e Auxiliares Equipamentos principais - Manômetro Manômetro Bourdon - o seu princípio de funcionamento é mecânico, através da ação da pressão interna sobre um tubo arqueado cuja expansão ou retração movimenta o ponteiro sobre uma escala graduada É largamente utilizado para médias e altas pressões (erros dagraduada. É largamente utilizado para médias e altas pressões (erros da ordem de 0,5 a 1%). 158 CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS CONTROLE E COMBATE ATIVO A VAZAMENTOS H t d E t M â i Equipamentos Principais e AuxiliaresEquipamentos Principais e Auxiliares Haste de Escuta Mecânica Freqüência de operação entre 200Hz e 1500Hz Amplificador Mecânico Composta por: Amplificador mecânico, com b ib tó i tit íd membrana vibratória constituída por um disco fino em metal, fixada a barra metálica. Barra Membrana Vib ó i Barra ou haste metálica, com comprimento entre 1,0 e 1,5
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