I DIAGNÓSTICO, USO DA ÁGUA E PARAMETRIZAÇÃO DE CONSUMO DE ÁGUA EM POSTOS DE GASOLINA DA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO

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1 I DIAGNÓSTICO, USO DA ÁGUA E PARAMETRIZAÇÃO DE CONSUMO DE ÁGUA EM POSTOS DE GASOLINA DA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO Noemi Christina Hernandez 1 Engenheira Química formada pela Escola de Engenharia Mauá, pesquisadora do Agrupamento de Vazão do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Olga Satomi Yoshida Bacharel em Estatística pela UNICAMP, Mestre em Ciências pela USP, Doutora em Estatística pela USP, Pesquisadora do Agrupamento de Vazão do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, Professora das Faculdades Domus. FOTO NÃO DISPONIVEL Endereço (1): IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Av. Prof. Almeida Prado Cidade universitária. DEC/AISF. Cx São Paulo / SP. noemi@ipt.br. RESUMO O artigo apresenta a metodologia e os resultados alcançados na identificação dos principais parâmetros de consumo de água em estabelecimento comercial tipo posto de gasolina, na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), onde existem aproximadamente 2200 estabelecimentos com um consumo de água significativo, Objetivando determinar um padrão esperado de consumo real, apresentando um instrumento operacional a partir do qual possam ser identificados postos de gasolina com comportamento de consumo de água fora do padrão esperado. PALAVRAS-CHAVE: parametrização, postos de gasolina, lavagem de carros, regressão, previsão, consumo de água, monitoração. INTRODUÇÃO A atividade econômica postos de gasolina na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) é bastante significativa. No total são 2211 postos na RMSP, segundo a Associação Paulista do Comércio Varejista de Combustíveis Minerais. Considerando que o consumo médio de água lido no cavalete em um posto de combustível é de 78 m 3 /mês pode-se inferir que o consumo cavalete mensal desta categoria seja em torno de m 3 /mês. Estes números justificam o esforço em buscar instrumentos que apontem o consumo real (cavalete mais fontes alternativas) dos postos de gasolina, que em alguns casos pode ser maior que o consumo do cavalete. Esta hipótese foi reforçada no estudo piloto de dezessete postos de gasolina quando se verificou que todos eles usavam, além da água vinda da rede Sabesp, água subterrânea para lavagem de carros. Os objetivos deste trabalho são identificar parâmetros de consumo real de água em postos de gasolina, determinar um padrão esperado de consumo real para postos de gasolina, e apresentar um instrumento operacional, para que a partir deste instrumento possa-se identificar postos de gasolina na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) com comportamento de consumo de água fora do padrão esperado. METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO Parte da metodologia adotada neste trabalho segue Yoshida et all (1998), outra parte foi desenvolvida exclusivamente para este trabalho. As principais etapas deste trabalho foram obter uma descrição da população de postos de gasolina na RMSP, descrição dos consumos lidos no cavalete em postos de gasolina utilizando os cadastros da SABESP e 1

2 2 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Petrobrás - decompor o consumo real nos postos em função da atividade fim a partir da monitoração em postos de gasolina e lava-rápidos utilizando os dados de monitoração em quatro postos de gasolina, levantar os parâmetros de consumo real pela pesquisa de campo em 160 postos de gasolina na RMSP, obtenção e apresentação de instrumentos de parametrização como taxas de consumo real em função dos parâmetros identificados, decompor a população de postos de gasolina na RMSP em função dos tipos de lavagem por meio da pesquisa por telefone em 67 postos de gasolina e levantar a proporção de postos com lavagem de carros, sem lavagem, e os tipos de lavagem de carros. O padrão esperado para postos de gasolina foi levantado a partir dos parâmetros identificados neste trabalho, sendo eles: número de bombas, número de bicos, número de funcionários, número de carros lavados, tipo de lavagem, galonagem, presença/ausência de poço artesiano. Entre estes parâmetros, far-se-á duas distinções: parâmetros operacionais e parâmetros não operacionais. Definem-se como parâmetros operacionais aqueles que se correlacionam com consumo de água e que sejam facilmente identificáveis e quantificáveis, e como parâmetros não operacionais aqueles que se correlacionam com o consumo mas são de difícil acesso. Entendem-se como parâmetros operacionais o número de bicos, número de bombas e tipo de lavagem; e como não operacionais, número de carros lavados, galonagem, número de funcionários, e ausência/presença de poço artesiano. O instrumento de parametrização proposto neste trabalho consiste num conjunto de técnicas para cálculo do consumo real esperado de postos em função dos parâmetros acima citados. Os cálculos propostos são efetuados a partir de dados levantados em campo, via aplicação de questionários, via monitoração de postos de gasolina, dados cadastrais de consumo da Sabesp e de outras fontes. O consumo medido no cavalete, principalmente em postos de gasolina, não representa sempre o consumo real do estabelecimento. Será feita distinção entre consumo cavalete e consumo real. As informações sobre postos de gasolina usadas neste trabalho vieram de fontes variadas. Parte dos dados foi levantada em pesquisa de campo feita pelo IPT, outra parte foi cedida pela Sabesp e uma outra parte foi cedida pela Petrobrás. Cadastro Sabesp ( consumidores): RGI, Grupo de leitura, código Sabesp, setor de abastecimento, indicador do tipo de economia ( residencial, comercial, industrial, e pública), status da ligação nova, tipo da ligação, últimos 12 consumos medidos atuais reformados, medidos originais, e faturados originais, endereço, data da instalação do hidrômetro, últimos 12 status de consumo medidos atuais, medidos originais e últimos 12 códigos de leitura originais, data da instalação do hidrômetro, capacidade do hidrômetro instalado, Status da ligação, unidade de negócio, código do município, endereço, código de atividade econômica. Arquivo Petrobrás (1732 postos de gasolina): CGC, razão social, endereço, bairro, CEP, bandeira, produto, número de tanques, tancagem e número de bombas. Pesquisa de campo feita pelo IPT (amostra de 128 postos de gasolina): consumo real de água, número de bicos, número de bombas, número de funcionários, galonagem, número de carros lavados por mês. Pesquisa por telefone feita pelo IPT ( amostra de 67 postos de gasolina ): lava/não lava carros, tipo de lavagem (box, bomba, vap, vap + box, mangueira) Monitoração de consumo feita pelo IPT (4 postos de gasolina ): consumo real, forma do uso da água, fonte da água usada (poço ou rede), tipo de combustível, características físicas e de produção dos postos. 2 ABES Trabalhos Técnicos

3 DESCRIÇÃO DA POPULAÇÃO DE POSTOS DE GASOLINA NA RMSP Segundo a Associação Paulista do Comércio Varejista de Combustíveis Minerais há no Estado de São Paulo 6700 postos de serviços, sendo que 2200 encontram-se na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), distribuídos em regiões conforme a Tabela1. Tabela 1:N de postos na RMSP por região Região N postos Sul 651 Oeste 580 Leste 580 Norte 400 Total 2211 Fonte: Associação Paulista de Comércio Varejista de Combustíveis Minerais. Já o Departamento de Controle e Uso de Imóveis (Contru) estima que há na RMSP 2400 postos de serviço com uma margem de erro de 20 %, ou seja, de 1920 a 2880 postos de gasolina na RMSP. A Petrobrás possui registros de 1732 postos de gasolina, com informações sobre número de bombas, número de tanques e bandeira. Estes dados foram analisados e estão resumidos nas tabelas a seguir. Na Tabela 2 vêse que os postos têm em média 4 tanques e 8 bombas. O número de tanques varia entre 1 e 9, enquanto que número de bombas pode variar entre 4 a 50. Apesar desta variabilidade, pela Tabela 3 tem-se que 50% dos postos têm entre 3 e 4 tanques, e 50% dos postos têm entre 5 e 8 bombas. Tabela 2:Estatísticas do número de tanques número de bombas em 1732 postos da RMSP. Média Desvio Padrão Número de 4 1 tanques Número de bombas 8 6 Na Tabela 3 têm-se os dados sobre a distribuição de bandeiras na RMSP, e estatísticas do número de bombas e número de tanques classificadas pelas bandeiras. As bandeiras mais freqüentes na RMSP são Shell e BR, respectivamente com 26,33 % e 21,88%, seguidas pelas CBPI e ESSO. As bandeiras brancas têm uma participação significativa, 5,02 %. Nesta tabela, vê-se que as estatísticas de número de bombas e número de tanques não variam muito em função das bandeiras, o que estaria indicando que o porte físico dos postos não está relacionado à bandeira escolhida pelos postos. A única exceção são os postos com bandeira Mercoil ( 6% do total de postos), que têm um número médio de bombas abaixo do de outras bandeiras. 3

4 4 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Tabela 3:Descrição do número de tanques e número de bombas por bandeira em 1732 postos de gasolina na RMSP. Número de tanques Número de bombas Bandeira Número postos % postos Média Mediana Desvio Padrão Média Mediana Desvio Padrão Shell BR Esso CBPI Texaco Mercoil Branca Outras Total DECOMPOSIÇÃO DO CONSUMO DE ÁGUA EM FUNÇÃO DA ATIVIDADE FIM A PARTIR DE MONITORAÇÃO DE POSTOS DE GASOLINA E LAVA-RÁPIDOS. A lavagem de carros é o principal parâmetro de consumo de água em postos de gasolina. Se o posto não oferece qualquer tipo de lavagem o consumo de água é marginal e sua maior parcela é devido ao consumo dos banheiros instalados no estabelecimento. Tabela 4:Decomposição da água consumida segundo atividade por dia da semana em cada posto segunda terça quarta quinta sexta sábado domingo Posto1 Lavagem 0,722 0,747 0,755 0,707 0,765 0,654 0,264 Banheiros 0,266 0,226 0,235 0,271 0,215 0,312 0,679 Pista 0,012 0,027 0,010 0,022 0,020 0,033 0,056 Posto2 Lavagem 0,595 0,483 0,457 0,466 0,619 0,516 0,461 Banheiros 0,290 0,362 0,275 0,362 0,271 0,355 0,341 Pista 0,053 0,096 0,163 0,118 0,052 0,089 0,105 Loja 0,063 0,060 0,106 0,053 0,058 0,040 0,093 Posto3 Lavagem 0,786 0,888 0,825 0,631 0,885 0,665 0,001 Banheiros 0,214 0,112 0,175 0,369 0,115 0,335 0,999 Posto4 Lavagem 0,931 0,899 0,717 0,767 0,890 0,939 0,902 Banheiro 0,068 0,100 0,282 0,231 0,109 0,061 0,097 Bebedouro 0,001 0,002 0,002 0,002 0,000 0,000 0,001 4 ABES Trabalhos Técnicos

5 Posto 1 Posto 2 Banheiros 26% Outros 2% Outros 12% Banheiro 26% Lavagem 72% Lavagem 62% Posto 3 Posto 4 Banheiro 3% Outros 1% Banheiro 9% Lavagem 97% Lavagem 90% Figura 1:Decomposição do consumo nos quatro postos de gasolina monitorados. Tabela 5:Taxa mínima e taxa máxima por tipo de lavagem para postos e lava-rápidos. Valor mínimo litros/carro Valor máximo litros/carro VAP BOX BOMBA

6 6 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Tabela 6:Características dos postos. Posto 1 Posto 2 Posto 3 Posto 4 No de funcionários Tipo de lavagem bomba vap/box bomba/box bomba Área do estabelecimento (m2) lavagem (%) banheiros (%) M3/funcionário/mês M3monitorado/carro M3Sabesp/carro M3/ litro de combustível vendido m3/bomba %águapoço % *45% Tabela 7:Características dos lava-rápidos monitorados. Lava-rápido No funcionários ( litros / carro) No carros/mês m3/funcionários/mês 5,82 31,00 11,20 8,00 9,80 QUANTIFICAÇÃO DE PARÂMETROS DE CONSUMO REAL VIA PESQUISA/QUESTIONÁRIO DE CAMPO. SELEÇÃO DA AMOSTRA O IPT visitou 136 postos de gasolina, 28 na unidade de negócio Centro da Sabesp, 53 em São Caetano do Sul ( SCS ) e 55 postos distribuídos pela cidade. Todos os postos da unidade Centro e de São Caetano do Sul têm suas fontes alternativas de água monitoradas respectivamente pela Sabesp e pelo DAE de SCS, portanto com seus consumos reais conhecidos. Os postos pertencentes a redes foram indicados pela Associação Paulista de Comércio Varejista de Combustíveis Minerais, os quais participaram da pesquisa sem fazer restrições. Para cada um destes postos foram levantadas, entre outras, as seguintes informações: consumo real mensal, número de funcionários, número de bicos, número de bombas, galonagem. 6 ABES Trabalhos Técnicos

7 Descrição dos parâmetros e suas relações com o consumo real Tabela 8:Descrição estatística dos parâmetros na amostra. Parâmetros n Média Desvio Padrão Consumo real (m 3 /mês) Número de funcionários Número de bicos Número de bombas Galonagem (1000 l) % água poço Tabela 9:Correlação linear entre parâmetros e consumo real. Número Número de bombas Número de bicos galonagem funcionários nbombas 0,34 nbicos 0,73 0,18 galonagem 0,90 0,37 0,64 consumo 0,64 0,26 0,42 0,50 Consumo (m3/mês) Consumo (m3/mês) Número de funcionários Número de bicos Consumo (m3/mês) Consumo (m3/mês) Galonagem (l/mês) Número de bombas Figura 2:Descrição gráfica de consumo e parâmetros 7

8 8 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental O volume de água usado para a lavagem de carro corresponde a 60% - 90% do consumo total real e o volume usado nos banheiros corresponde a 3% - 26% do consumo total real. A lavagem de carros é feita por funcionários e o consumo de água em banheiros é feita por funcionários, assim o número de funcionários é um parâmetro importante de consumo real de água. Além disto, a correlação linear entre consumo real e número de funcionários dos postos pesquisados em campo é significativa, o que faz do número de funcionários uma informação importante num instrumento de previsão de consumo real de água em postos de gasolina. O porte físico dos postos de gasolina está associado com o número de bombas e número de bicos no posto. Apesar da relação do consumo de água com estas variáveis não ser tão significativa, como a relação é com número de funcionários, elas são informativas num instrumento de previsão de consumo real de água. O porte físico, que é uma característica fixa do posto de gasolina, age como um limitador do movimento do posto, e conseqüentemente um limitador do consumo real de água. É desta forma que o número de bombas e bicos são parâmetros indiretos de consumo real de água. A venda de combustíveis (galonagem), ao mesmo tempo em que é limitada pelo porte do posto (número de bombas/bicos), está diretamente relacionada com o número de funcionários no posto e com o consumo real de água: a lavagem de carros é mantida pelo posto como um chamariz de clientes, assim, espera-se que quanto maior o consumo de água maior a galonagem e vice e versa. A análise dos dados obtidos via questionário, através de cálculos de correlação linear, indicam que as variáveis que mais se relacionam com consumo de água são, em ordem de importância: número de funcionários, galonagem, número de bicos e número de bombas. Assim, estas variáveis foram selecionadas como parâmetros de consumo: número de funcionários, galonagem, número de bicos e número de bombas. Destes parâmetros entende-se que são operacionais os seguintes: número de bombas, número de bicos e número de funcionários. Todos os outros seriam não operacionais por não serem facilmente identificáveis. Deve-se ressaltar que os consumos apresentados nesta seção correspondem a consumos reais ( consumo cavalete + outras fontes) e portanto os resultados obtidos nesta seção correspondem a parametrizações do consumo real de água e não a parametrizações do consumo cavalete. Quaisquer diferenças observadas entre os números levantados como parâmetros de consumo cavalete e parâmetros de consumo real devem ser analisados com o devido cuidado já que há duas possibilidades para o consumo cavalete: consumo real de postos que não têm fontes alternativas de água e consumo cavalete de postos que têm fontes alternativas de água. Portanto os parâmetros de consumo cavalete têm que ser analisados sob esta possibilidade. Toda estimativa de consumo em função de parâmetros quaisquer são temporais. Analisando-se 26 das séries de postos na unidade Centro, verificou-se que em 11 destes postos, ou seja 46 % deles, houve uma queda significativa no consumo de água nos últimos 24 meses. 1. CONJUNTO 1 DE PARÂMETROS: TAXAS DE CONSUMO REAL. Tabela 10:Descrição estatística dos consumos reais em função dos parâmetros. Parâmetros n Média Desvio Padrão Consumo/N o bombas Consumo/N o func. Consumo/N o bicos Consumo/Galonagem % água poço , , ABES Trabalhos Técnicos

9 Com relação à fonte de abastecimento, parte da água vem da rede e outra de fontes alternativas predominantemente poços artesianos e semi artesianos. Com relação à fonte, em torno de 50% da água total vem da rede de abastecimento e 50% de poços artesianos. 2. CONJUNTO 2 DE PARÂMETROS : EQUAÇÃO DE REGRESSÃO RELACIONANDO CONSUMO REAL COM PARÂMETROS E PADRÕES ESPERADOS DE CONSUMO EM FUNÇÃO DOS PARÂMETROS CONSIDERADOS NA EQUAÇÃO. Os instrumentos de previsão propostos a seguir se baseiam em ferramentas estatísticas de previsão, portanto estão sujeitas a uma margem de erro que será sempre declarada. Número de funcionários Número de bicos Número de bomba A equação de regressão é: consumo mensal = 18,8 + 12,2 númfuncionários 3,55 númbicos equação(1) Esta equação explica somente 40 % da variabilidade dos consumos observados e foi ajustada a partir dos dados de 82 postos. Os outros 55 postos não tinham informação em alguma das variáveis: número de funcionários ou número de bicos. Este instrumento para identificar pontos estranhos de comportamento de consumo deve ser melhorado na medida em que mais estabelecimentos com seus respectivos parâmetros forem sendo identificados. DECOMPOSIÇÃO DA POPULAÇÃO DE POSTOS DE GASOLINA NA RMSP EM FUNÇÃO DO TIPO DE LAVAGEM DE CARROS. A fim de se estimar a classificação dos postos segundo o tipo de lavagem foi feita uma pesquisa por telefone em 67 postos de gasolina. Os resultados estão nas duas tabelas abaixo. Vê-se que 75% dos postos oferecem serviços de lavagem de carro enquanto que 25% dos postos não lavam carro. Dos postos que lavam carros, 22,4 % adotam lavagem tipo Box, 22,4% bomba, 22,4% Vap, 6% Vap+Box e somente 1,5% mangueira. Projetando-se estas proporções na população toda de postos de gasolina, o número esperado de postos para cada tipo de lavagem está apresentado na Tabela 12. Tabela 11:Freqüência dos postos de lavagem classificados. Tipo de lavagem Freqüência Freqüência (%) Box Bomba Vap Vap+Box Mangueira NÃO FAZ Total Fonte : Pesquisa por telefone em 67 postos de gasolina. 9

10 10 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Tabela 12:Número esperado de postos na RMSP segundo tipo de lavagem. Tipo de lavagem Número esperado de postos Box Bomba Vap Vap + Box Mangueira NÃO FAZ Total CONCLUSÕES E COMENTÁRIOS GERAIS Neste artigo teve-se a noção da dimensão da atividade postos de gasolina na RMSP. São 2211 postos espalhados pela cidade, quase que uniformemente nas regiões norte sul leste e oeste. A principal atividade de postos de gasolina é a venda de combustíveis. A lavagem de carros é uma atividade secundária em termos de faturamento, mas determinante do consumo real de água. Dos resultados obtidos conclui-se que os postos de gasolina consomem água de duas formas: lavagem de carros e uso de banheiros pelos funcionários. Quando o posto não lava carros, o consumo de água é marginal, além disto, estimou-se, na seção 9, que 25 % da população de postos de gasolina não lavam carros, assim, neste trabalho, considerou-se para parametrização os postos de gasolina com lavagem de carros. O consumo mensal lido no cavalete é de 78 m 3 enquanto que o consumo real mensal é de 95 m 3. O consumo lido no cavalete pelo número de bombas é de 12 m 3 /mês/bomba enquanto que o consumo real pelo número de bombas é duas vezes maior, de 24 m 3 /mês/bomba. Estes números juntamente com o fato de que 75% de toda população de postos na RMSP lavam carros, evidenciam que o consumo cavalete na RMSP de fato não representa o consumo real da RMSP. Uma forma de identificar os postos com consumo cavalete abaixo do esperado seja por outras fontes de água ou por alguma outra irregularidade é usar as taxas esperadas de consumo real em função dos parâmetros selecionados: consumo real / no funcionários : 11 m 3 /mês/funcionário consumo real / galonagem : consumo real / no bicos : consumo real / no bombas : 0,63 m 3 /mês/m 3 de combustível 12 m 3 /mês/ bico 24 m 3 /mês/bomba Se um posto de gasolina com lavagem de carro tiver estas taxas muito abaixo dos valores acima é bastante provável que este posto esteja com algum problema no referido mês. O parâmetro galonagem foi o mais significativo, porém é o menos operacional dada a dificuldade de se obter informações sobre este parâmetro nos postos de gasolina. O parâmetro número de funcionários também é 10 ABES Trabalhos Técnicos

11 significativo mas não muito operacional. Já os parâmetros número de bombas e bicos não são tão significativos como os anteriores mas muito mais operacionais. Uma outra forma para identificar postos com consumos longe do padrão esperado é através da comparação da estimativa do consumo real dada pela equação abaixo e a leitura de consumo pelo: consumo real = a + b númfuncionários + c númbicos, O uso destes parâmetros como previsores de consumo de água em postos de gasolina pode ser feita com qualidade desde que sejam consideradas as incertezas em torno dos consumos estimados a partir destes parâmetros. Na medida em que a SABESP passe a ter condições de identificar os estabelecimentos em seu cadastro e dados mais abrangentes a respeito dos parâmetros escolhidos, deve-se refinar o modelo, aplicando uma nova análise de regressão sobre dados atualizados. Recomenda-se, inclusive, que sejam estabelecidos procedimentos para que essa reavaliação seja feita periodicamente, devido à possibilidade da alteração dos hábitos e perfil de consumo para a categoria. AGRADECIMENTOS Agradecemos a Sabesp pelo financiamento do projeto IPT/SABESP Guia de Parametrização de consumo de água na RMSP, principal geradora dos dados deste artigo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 3. YOSHIDA, S.O. Parametrização de consumo de água por atividade econômica. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/OIML (1993) Guide to the expression of uncertainty in measurement, 1ª ed., ISO American Water Works Association (AWWA). Water Audits and Leak Detection. AWWA MANUAL M36. First Edition. Denver, USA MONTENEGRO, M.H.F. Vazão em Instalações Hidráulicas Prediais e Consumo Domiciliar na Cidade de São Paulo. Seminário Internacional CIB W62: Instalações Hidráulicas e Saneamento para Regiões em Desenvolvimento. Anais...IPT/EPUSP, São Paulo, CONEJO, J.G.L. e SILVA, R.T. DTA - Documento Técnico de Apoio no A2 - Definições de Perdas nos Sistemas Públicos de Abastecimento. MPO/SEPURB/DS (Ministério do Planejamento e Orçamento, Secretaria Nacional de Política Urbana, Diretoria de Saneamento). Brasília, março, ISO Measurement of liquid fluid flow in closed conduits - meters for cold potable water - Part. I & III - ISO