ESTUDO DE CONTROLE DE PERDAS EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

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1 ESTUDO DE CONTROLE DE PERDAS EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Ana Caroline Vermejo Beloni ¹ Engenheira Civil, formada pelo Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos. Funcionária da Divisão Técnica, Setor de Obras e Projetos da Superintendência de Água, Esgoto e Meio Ambiente de Olímpia. Aline de Paula Papel Engenheira Civil, formada pelo Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos. Funcionária da LM Engenharia Brasil. Endereço ¹: Av. Harry Gianecchini, Nº 350 Jardim Toledo Olímpia SP CEP: Brasil Tel: + 55 (17) anacaroline@daemo.com.br RESUMO O presente trabalho visou apresentar a deficiência dos sistemas de abastecimento de água em todo o país e as grandes preocupações com o desperdício e a sua racionalização. Utilizada muitas vezes de forma irracional, a água sofre perdas desde sua captação até a sua utilização. Razão pela qual, há de se analisar de modo crítico a necessidade de se investir em um eficiente gerenciamento de perdas. Muitas empresas já estão investindo em gestões capazes de estudar e diminuir as perdas reais, decorrentes de vazamentos nas redes de distribuição e ramais, e as perdas aparentes, ou seja, ocorridas por erros operacionais. Assim, com este controle é possível reduzir os custos e aumentar a produção de água, sem necessariamente ampliar o próprio sistema. Palavras chave: Sistemas de abastecimento de água. Recursos Hídricos. Escassez. Gerenciamento de perdas. Perdas Reais. Perdas Aparentes. Saneamento ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 1

2 INTRODUÇÃO A proporção de água doce acessível no planeta representa uma porcentagem mínima em relação à disponibilidade total (água salgada, água doce congelada e água doce acessível), mas se utilizada de forma coerente com seu ciclo natural, não perderia qualidade, evitando assim sua escassez (ONU, 2007). Contudo sabe-se que a sua distribuição encontra-se de maneira desigual em todo o território mundial, onde há regiões com abundância e outras com carência de água. Segundo (CEIVAP, 2007) 12% dos recursos hídricos superficiais do Planeta estão em território brasileiro. No entanto há uma má distribuição, 68% do volume disponível concentra-se na bacia hidrográfica amazônica, onde mora apenas 4% da população. Esta desigualdade faz com que os 96% restante possua apenas 32% dos recursos disponíveis para abastecimento. Desde 1953, o Brasil está enfrentando uma das maiores crises de escassez hídrica. Entre os meses de outubro e dezembro de 2014, somado já a quantidade de água registrada em janeiro do mesmo ano, o volume do Sistema Cantareira era de 75,2 bilhões de litros, sendo que em 1953, os dados eram de 226,3 bilhões (MOURA, 2015). Vários fatores contribuem para a gravidade deste cenário, tais como, desperdício de água, problemas ambientais, poluição e falta de um adequado gerenciamento de perdas, tornando-se assim um bem finito, não em relação à quantidade, mas sim em qualidade e acessibilidade. Dados do Atlas Brasil Abastecimento Urbano de Água - lançado pela Agência Nacional de Águas (ANA), mostram que neste ano de 2015, 55% dos municípios poderão ter déficit no abastecimento, levando em consideração a disponibilidade de água e situação em que se encontram a infraestrutura dos sistemas de produção e distribuição (LOURENÇO, 2015). O grande desafio das companhias está em amenizar a falta de água, caracterizada como estresse hídrico, sendo este o resultado de um balanço hídrico, ou seja, a somatória dos volumes de água que infiltram e saem do solo em um determinado tempo, e é caracterizado quando a demanda por água e o consumo médio por um número de habitantes em determinada região, é maior que a capacidade de oferta de água existente. Segundo o relatório de desenvolvimento da água no mundo, da Organização das Nações Unidas para a Educação, Ciência e Cultura (UNESCO 2003), as reservas de água potável estão diminuindo, enquanto o seu consumo cresce aceleradamente. Para poder equacionar a demanda com oferta, um primeiro passo seria o controle de perdas, onde o mesmo está diretamente relacionado com a receita e a despesa da empresa. De acordo com (TSUTIYA, 2006) existem dois tipos de perdas: Perda Não física ou Perda Aparente e Perda Física ou Perda Real. A Perda Aparente corresponde ao volume de água consumido, mas não contabilizado pela companhia de saneamento, decorrente de erros de medição nos hidrômetros e demais tipos de ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 2

3 medidores, fraudes, ligações clandestinas e falhas no cadastro comercial. Nesse caso, então, a água é efetivamente consumida, mas não é faturada. E a Perda Real corresponde ao volume de água produzido que não chega ao consumidor final, devido à ocorrência de vazamentos nas adutoras, rede de distribuição e reservatórios, bem como de extravasamentos em reservatórios setoriais. Ao minimizar as perdas reais dos sistemas de distribuição, a necessidade de ampliação destes torna-se menor, pois o volume de água produzido que até então não chega ao consumidor final será contabilizado e distribuído à população. Com isso há uma maior conservação dos recursos naturais e uma queda nos custos associados na produção, distribuição de água, energia elétrica, mão de obra, menor incidência de racionamentos entre outros fatores, sendo esta a medida mais eficaz, econômica e rápida contra a crise que o Brasil está enfrentando. Por fim, o trabalho busca identificar um determinado tipo de perda nos subsistemas de abastecimento de água e propor possíveis medidas mitigatórias. Ante o exposto, faz-se imprescindível a utilização de meios eficientes de controle de perdas e que assegure o abastecimento à população, com a finalidade de otimizar os custos para o município. METODOLOGIA A metodologia proposta consistiu nas seguintes etapas: 1ª) Coletar dados para a elaboração de um fluxograma de um sistema de abastecimento, em um município de médio/porte, objetivando identificar todo o caminho percorrido pela água, desde sua captação até a distribuição na rede. 2ª) Identificar e quantificar os volumes que são efetivamente perdidos, utilizando o método de pesquisa em campo, onde as perdas são identificadas através de pesquisas, testes e inspeções de cada componente de perda real da captação de águas superficiais. Com o objetivo de quantificar os volumes captados, mas não produzidos, através da somatória dessas parcelas. Com o volume total de perdas, calculam-se os indicadores de perdas em cada subsistema. Com o intuito de facilitar o diagnóstico das perdas reais do sistema de abastecimento de água, o mesmo é subdividido em subsistemas, pois sabe-se que as causas e magnitudes, assim como a natureza das ações de controle são diferentes em todos os componentes: Adução de água bruta: captação e adução de água bruta; Tratamento: estação de tratamento de água; Reservação; Adução de água tratada: adutoras e subadutoras de água tratada e instalações de recalque e ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 3

4 Distribuição: rede de distribuição de água tratada e ramais prediais (PNCDA, 2004). De acordo com Heller e Pádua (2010) para uma adequada avaliação dos resultados, recomendase a utilização dos indicadores em três níveis distintos: básico, intermediário e avançado. Os indicadores de perdas utilizados pelos autores são os indicadores complementares em nível intermediário que refletem as condições operacionais dos sistemas, derivados de informações técnicas específicas para uma análise mais profunda dos resultados, apontados pelas equações de (1) a (3): (1) Índice de Perdas Reais na Produção (IPRP) = ( Volume captado (VCAP) Volume Produzido (VPRO)) * 100 / VCAP (2) Índice de Perdas Reais na Adução (IPRA) = ( VCAP Volume Aduzido (VADZ)) * 100 / VCAP (3) Índice de Perdas Reais no Tratamento (IPTR) = ( VADZ VPRO) * 100 / VADZ A análise de estudos existentes sobre o tema evidencia uma grande quantidade de indicadores de perdas de água adotados no cenário nacional e internacional, estudado por MIRANDA (2002). Os indicadores têm a função de quantificar as perdas reais e aparentes, estes são capazes de retratar a situação da operadora, avaliando os problemas financeiros e gerenciando os volumes perdidos, redirecionando ações de combate e controle, assim como comparando sistemas de abastecimento distintos. Os volumes utilizados pelos indicadores foram disponibilizados pela companhia de saneamento, assim como o custo de produção do metro cúbico de água tratada, o saldo da empresa referente ao ano das informações, o consumo per capita (qpc) e a população total abastecida pelo manancial, estes indicados na Tabela 1: Tabela 1 Dados da companhia de saneamento para o estudo de caso Volume qpc População População R$/m³ Saldo m³/h m³/mês (L/hab.dia) Total (hab) atendida VCAP 290, ,80 R$ - 42,90% 1, VADZ , Fonte: Dados obtidos através do levantamento interno, correspondente ao ano de 2013). ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 4

5 Devido à inexistência de macromedidores nas tubulações de saídas da Estação de Tratamento de água (ETA), para estimar volume das perdas no tratamento da água, foi durante um período observado ações como: limpeza dos filtros e decantadores, estimado um tempo médio gasto para a limpeza de cada um, sabendo a capacidade dos mesmos e quantas vezes o procedimento é realizado. 3ª) Propor estratégias de redução de acordo com os resultados obtidos. RESULTADOS A estimativa do volume de perdas de processo e perdas por vazamentos na ETA está apresentada na Tabela 2. Tabela 2 Volume de Perda total na ETA Volume de perdas de processo Filtros Volume Volume Frequência Descartado (m³) (mês) (m³/mês) F F F Subtotal: 6000 Decantadores Volume Volume Frequência Descartado (m³) (mês) (m³/mês) D , ,5 D , ,5 Subtotal: 1297 Total perdas de processo (m³/mês) 7297 Volume de perdas por vazamentos Volume (m³/dia) Volume Descartado (m³/mês) 1,176 35,28 Total perdas por vazamentos: (m³/mês) 35,28 Perda total na ETA (m³/mês) 7332,28 Perda total na ETA (m³/h) 10,18 ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 5

6 Com este resultado, calcula-se o VPRO, ilustrado na Figura 1 Figura 1 VPRO 1,2 e 3. A Tabela 3 representa os resultados dos indicadores de perdas reais das equações Tabela 3 Indicadores de Perdas Reais Equação Resultado 1 IPRP = (290,19-259,82) * 100 / 290,19 10,47% 2 IPRA = (290,19-270) * 100 / 290,19 6,96% 3 IPTR = ( ,82) * 100 / 270 3,79% Perdas Totais 21,22% O volume que os 21,22% de perdas reais de todas as etapas apresentadas acima, corresponde a ,3 m³/mês do VPRO e o custo deste volume perdido é de R$ ,86/mês, indicados na Figura 2. Figura 2 Perdas x Volume x Receita O qpc é de 233 L/hab.dia, ou seja 6,99 m³/mês e isto representa um volume de águas superficiais consumido pela população de ,58 m³/mês, sendo assim, o volume total de perdas corresponde a 24,97% do qpc total da cidade por mês, este, capaz de atender uma população de habitantes. Relacionando estes valores com a população total do município ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 6

7 ( habitantes) os 21,22% que se perde, correspondem a 10,7% da população. Dados indicados na Figura 3. Figura 3 Perdas x qpc x População Em 2010 (IBGE 2010) a população do município era de habitantes, e em 2014 (estimativa IBGE) é um total de , assim a taxa de crescimento anual da população é de 1,41% (Figura 4). Figura 4 População x Crescimento Anual Assim, o estudo mostra que o volume de perdas reais é capaz de abastecer 10,7% da população total da cidade, suprindo seu crescimento anual de 1,41%. Com isso, pode-se afirmar que o município poderia crescer até 7,6 vezes que o seu abastecimento seria satisfatório, conforme indica a Figura 5. Figura 5 Perdas x Crescimento Anual ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 7

8 De acordo com HELLER E PÁDUA (2010), para o município de porte médio estudado, o qpc deveria estar na faixa de 120 a 220 L/hab.dia, no entanto o consumo real é de 233 L/hab.dia, estando 6% acima do máximo recomendado, ou seja, 13 L/hab.dia a mais ou 0,39 m³/hab.mês. Para os habitantes, o qpc representa um volume de ,9 m³/mês, enquanto o recomendado pela literatura é de m³/mês, sendo assim ,9 m³/mês de consumo superior. Isto significa nos custos de produção de água uma receita/mês de R$ ,67. Uma redução deste consumo para o valor recomendado representa 5,93% do volume total per capita do município, sendo capaz de abastecer habitantes. (Figura 6) Figura 6 Redução do qpc Somando as duas reduções 10,7% mais 5,93% - volume de perdas reais e redução per capita respectivamente -, temos 16,6% da população beneficiada e um custo adicional ao órgão gestor de R$ ,87/mês, reduzindo a inadimplência da empresa em 78,31% e uma economia do volume de água de ,18 m³/mês de água, ilustrado na Figura 7. ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 8

9 Figura 7 Redução das Perdas e do qpc x Benefícios DISCUSSÃO Os resultados apresentados são de grandes proporções, levando em consideração o alto índice de perdas em que o país se encontra. Segundo dados do SNIS (2012) a média de perdas na distribuição no Brasil é de 36,9% e a Região Norte e a Região Nordeste encontram-se acima deste valor (Figura 8), enquanto os países desenvolvidos pertencem a faixa dos 25%. Figura 8 - Índices de perdas na distribuição, segundo região geográfica e média do Brasil Fonte: SNIS 2012 ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 9

10 Estes valores demonstram quão estamos atrasados em saneamento básico. Tanto a água tratada quanto o tratamento e a coleta de esgoto estão muito distantes do acesso universal. Isso implica prejuízos à qualidade de vida e à economia. Conforme ilustra a Figura 9, o Brasil atingiu 0,581 no Índice de Desenvolvimento do Saneamento, este que consiste no grau de saneamento do habitat em que vivem os membros de uma comunidade política, ou seja, indica o nível básico de civilização. Uma nação só é 100% civilizada em nível básico quando 100% dos seus cidadãos moram em casas próprias quitadas e perfeitamente saneadas - com fornecimento de água limpa, coleta de lixo e tratamento de esgoto. Quanto mais próximo for o índice de 1,0, significa que mais desenvolvido está o país em relação ao saneamento básico (CARVALHO, 2014). Figura 9 - Índice de Desenvolvimento do Saneamento Fonte: (CEDBS, 2014) De acordo com o PLANSAB (2011) o investimento total necessário para atingir 98% de cobertura de água potável (urbano e rural) e 88% de águas residuais (urbano e rural, esgotos e fossas sépticas), em 2030 é de R$ 262,713 milhões, o que corresponde a um investimento médio anual de R$ 13,1 bilhões. Para redução das perdas pede-se uma solução por meio dos órgãos gestores (ABES, 2013). Onde na maioria das vezes, os prestadores de serviços de saneamento não possuem quadro de ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 10

11 funcionários suficientes e nem profissionais qualificados para o gerenciamento do sistema, de modo a manter baixos e sob controle os índices de perdas. A precariedade física dos sistemas, sem devida manutenção e prevenção e a falta de cadastros técnicos e comerciais, são outros fatores agravantes. Em outras palavras, há prestadores que desconhecem as principais características do sistema que operam. Algumas ações básicas como controle da pressão, controle ativo de vazamentos, gerenciamento da infraestrutura, agilidade e qualidade dos reparos, podem auxiliar na redução das perdas físicas e para o controle das perdas não físicas, é necessário a redução da imprecisão dos medidores, qualificação da mão-de-obra, melhorias no sistema comercial, controle das fraudes e ligações clandestinas. CONCLUSÃO O estudo mostra que a demanda do município, segundo relatórios da ANA 2010 (Agência Nacional de Águas), é suficiente para o abastecimento de toda a população, contudo, a contribuição da redução das perdas reais diminui os custos de produção de água tratada e diminui a extração do manancial abastecedor, cenário que se encontra as grandes metrópoles brasileiras. O volume de água perdido, devido às perdas reais, adicionado com a redução do volume utilizado per capita, implica-se assim em resultados significativos no aspecto financeiro da companhia de saneamento, esta que se encontra com saldo negativo devido ao fato de gastos de produção com um volume extra que não é contabilizado pela empresa e um volume que não é de necessidade básica para a população, ou seja, um consumo excessivo. O controle de perdas na adução/captação deve ter foco nos vazamentos, monitorando a idade, a pressão e o estado da tubulação de ferro fundido existente há 57 anos na cidade. Para o subsistema ETA (Estação de Tratamento de Água), as ações imediatas para o controle das perdas reais dão-se basicamente em regularizar os ciclos de lavagem de filtros e decantadores, reparar as fissuras nas instalações e realizar manutenção preventiva e corretiva de equipamentos, incluindo uma gestão comercial para uso interno, capacitando o quadro de funcionários para tal proposta. Sendo assim, a escassez hídrica é pauta no cenário político, social e econômico, além da redução de custos para a companhia de abastecimento, a diminuição das perdas alivia as pressões que os mananciais estão enfrentando. Em suma, o trabalho buscou demonstrar que com um bom gerenciamento pode-se aumentar o atendimento à população, sem, entretanto, aumentar a extração, sugere-se: A compreensão de ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 11

12 que a água é finita, é insubstituível, pode soar banal mas é o caminho mais rápido e barato de preservação de um recurso fundamental à vida. (VEJA, 2014, p.90). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABES. Perdas em sistemas de abastecimento de água: diagnóstico, potencial de ganhos com sua redução e propostas de medidas para o efetivo combate. Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, Disponível em: < Acesso em: 15 set BARBOSA, F. Ângulos da água: desafios da integração. 1 ed. Belo Horizonte: UFMG, 2008, p. CARVALHO, F. S. Panorama de perdas em sistemas de abastecimento de água. In: SIMPOSIO DE RECURSOS HIDRICOS DO NORDESTE, 7, 2014, São Luis. Anais... São Luis: ABRH, CEDBS CONSELHO EMPRESARIAL DE DESENVOLVIMENTO BRASILEIRO SUSTENTÁVEL. Benefícios econômicos da expansão do saneamento: qualidade de vida, produtividade e educação, valorização ambiental. Relatório de pesquisa produzido para o Instituto Trata Brasil e o Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável, mar CEIVAP. GEO Brasil - Recursos Hídricos: componente da série de relatórios sobre o estado e perspectivas do meio ambiente no brasil. Ministério do Meio Ambiente Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente Brasília, Disponível em: < Acesso em: 28 ago COSTA. C. C. R.; PASQUALETTO, A. Estimativa dos tipos de perdas de água pelo método balanço hídrico no sistema de abastecimento de Goiatuba - GO. In: Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. 2013, Goiânia. Anais. Goiânia: ABES, EDITORA ABRIL. Revista VEJA. Ed ano 47 n 44. p de outubro de HELLER, Léo;PÁDUA, Valter Lúcio de. Abastecimento de água para consumo: organizadores. 2 ed, Belo Horizonte: UFMG, LOURENÇO, Luana. Brasil pode enfrentar falta de água. Mais da metade dos municípios brasileiros podem ficar sem água em 2015, segundo a Agência Nacional, Disponível em: Acesso em: 28 jan ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 12

13 MIRANDA, E.C. Avaliação de perdas em sistemas de abastecimento de água: indicadores de perdas e metodologias para análise de confiabilidade. Dissertação de Mestrado Universidade de Brasília. Departamento de Engenharia Civil de Brasília.2002, 201p. MOURA, Luís. Em SP, seca no Cantareira supera o cenário mais pessimista, Disponível em: Acesso em: 28 jan ONU Relatório sobre os recursos hídricos no mundo,2012. Disponível em: < Acesso em: 29 ago PLANSAB. PLANO NACIONAL DE SANEAMENTO. Brasil quer universalizar serviço de saneamento básico até 2030, Disponível em: Acesso em: 29 ago PNCDA. PROGRAMA NACIONAL DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ÁGUA. Medindo a água. Disponível em: Acesso em: 23 ago SNIS. Diagnóstico dos serviços de água e esgotos, p. Disponível em: < Acesso em 20 jul TSUTIYA, M. T. Abastecimento de água.4 ed. Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo: São Paulo, 2006, 643 p , 8p. ASSEMAE - Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento 13