PROJETO DE MICRO-RESERVAÇÃO BUSCANDO REGULARIDADE NAS CONDIÇÕES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Aplicação no Loteamento Morel em Blumenau/SC.

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1 PROJETO DE MICRO-RESERVAÇÃO BUSCANDO REGULARIDADE NAS CONDIÇÕES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Aplicação no Loteamento Morel em Blumenau/SC. Autores: Artur Uliano Pós-graduado em Engenharia Ambiental, FURB Universidade Regional de Blumenau. Engenheiro Civil e de Segurança do Trabalho, UFSC Universidade Federal de Santa Catarina. Servidor do SAMAE - BLUMENAU / SC desde 17 de abril de 1990 e hoje ocupa o cargo de Diretor Técnico. Marcelo Torresani (APRESENTADOR DO TRABALHO) Engenheiro Civil, FURB Universidade Regional de Blumenau. Pós-graduando do curso de Gestão de Projetos na Construção Civil - Instituto Catarinense de Pós-Graduação. Servidor do SAMAE - BLUMENAU / SC desde 10 de março de 2001 e hoje ocupa o cargo de Gerente de Projetos. Cristovão Pereira Silva Técnico em Saneamento - Escola Técnica Federal de Santa Catarina, servidor do SAMAE - BLUMENAU / SC desde 13 de setembro de 1993 e hoje ocupa o cargo de Coordenador de Serviços de Pitometria. Endereço: SAMAE Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto Departamento Técnico Rua Bahia, 1530 Bairro: Salto CEP Blumenau / SC projesp3@samae.com.br dirtecnico@samae.com.br

2 PROJETO DE MICRO-RESERVAÇÃO BUSCANDO REGULARIDADE NAS CONDIÇÕES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA - Aplicação no Loteamento Morel em Blumenau/SC - 1. PALAVRAS-CHAVE Regularidade no abastecimento, geoprocessamento, modelagem matemática de redes, micro-reservação e baixo custo. 2. INTRODUÇÃO A cidade de Blumenau apresenta características topográficas acidentadas com grandes diferenças de cotas em pequenos trechos. Partes da região de abastecimento têm consumidores em redes de distribuição alocadas em cotas elevadas, necessitando de adequações de pressão com o arranjo da distribuição de água para atendimento destas cotas, que implica em pressões de operação superiores ou inferiores a norma ABNT NBR OBJETIVOS GERAIS O SAMAE através do seu Departamento Técnico desenvolve projetos de pesquisa que buscam setorizar e regularizar o sistema de abastecimento de água. Um exemplo de concepção de projeto bem sucedida, foi a utilização de redes de alta e baixa pressões em algumas regiões caracterizadas por diferenças de cota de até 150 m. entre a rede principal e o ponto crítico de abastecimento. Porém, para estes problemas de abastecimento serem solucionados, muitas vezes são necessários altos investimento à curto prazo em novas redes de recalque, estações elevatórias e/ou reservatórios de grande porte. Devido à escassez de recursos (em todas as esferas) para a otimização de sistemas de abastecimento de água já existentes, surgiu a necessidade de desenvolvermos concepções de projetos viáveis técnicamente e financeiramente. Assim, embasados no Teorema de Bernoulli, desenvolvemos este projeto de pesquisa que consiste no aproveitamento da energia hidráulica do sistema nos períodos de menor consumo, para utilização desta energia durante os períodos de alta demanda do sistema utilizando reservatórios de pequeno e médio porte setorizados através da implantação de uma válvula de retenção na rede de abastecimento.

3 3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Alguns objetivos específicos são apresentados a seguir: Minimizar problemas de desabastecimento de água a curto prazo e com baixo custo; Manter a regularidade no abastecimento; Ressetorizar o sistema de abastecimento para padrões da ABNT NBR 12218; Minimizar a ocorrência de transientes hidráulicos; 4. DESENVOLVIMENTO 4.1 CARACTERIZAÇÃO DAS REGIÕES COM PROBLEMAS DE DESABASTECIMENTO Para caracterização das regiões da cidade que apresentam problemas de desabastecimento, levantamos através de nossa equipe de cadastro técnico e outros departamentos do SAMAE, as informações necessárias (cadastro técnico, comercial, cartográfico) referentes a estas regiões e cadastrando-as e disponibilizando-as de forma corporativa no sistema de GEOPROCESSAMENTO (conforme esquema da Figura.1 em anexo). Outra ferramenta utilizada no processo foi a modelagem matemática de redes de abastecimento de água, pois através do modelo hidráulico calibrado e dos cenários futuros, foi possível avaliar as condições hidráulicas das regiões abrangidas pelo sistema ETA II e elaborar um planejamento de obras até o ano de Salientamos que estes projetos de instalação de micro-reservação são implantados em regiões que já possuem concepções e projetos preliminares de melhorias macroabrangentes do sistema de abastecimento, e que a necessidade de aplicação decorre da falta de recursos financeiros para viabilização destas melhorias e da situação crônica de desabastecimento destas pequenas regiões. Com isso, além da caracterização destas regiões é possível acessar e cruzar informações importantes que auxiliem nos processos de desenvolvimento de concepções e de tomada de decisão. 4.2 DIAGNÓSTICO INICIAL O local onde foi desenvolvido este trabalho conhecido como Loteamento Morel, é caracterizado por comunidades pobres, de baixo poder aquisitiva e

4 tipicamente operária. O perfil das curvas de consumo destas regiões em Blumenau, é caracterizado por demandas alocadas em períodos de alto consumo, principalmente aos sábados. Estas demandas horo-sazonais, acarretam em problemas de desabastecimento relacionados às demandas de pressão e vazão em alguns pontos de consumo localizados em cotas elevadas e em pontos de final de rede no período de maior demanda do sistema. 4.3 VALIDAÇÃO DO DIAGNÓSTICO INICIAL Para validação do diagnóstico inicial, foram instalados logger s de pressão em pontos críticos do sistema para levantar as curvas características de pressão Como se pode observar (em destaque da Figura. 2 em anexo) as curvas apresentam queda significativa de pressão nos períodos de alto consumo, ficando principalmente aos sábados, abaixo da pressão preconizada pela norma NBR de 10 m.c.a. Porém, nos períodos de baixa demanda do sistema (período compreendido normalmente entre às 23:00 e 6:00 h.) as pressões chegam até 20 m.c.a. e diante da situação se estabelece o conceito hidráulico do projeto de pesquisa. 4.4 CONCEITO HIDRÁULICO Com o desenvolvimento do diagnóstico e conhecimento real da causa do problema, podem-se ampliar os conceitos e informações necessárias ao desenvolvimento da concepção do projeto. Assim, embasados no Teorema de Bernoulli, estabelecemos o conceito do projeto de pesquisa que consiste no armazenamento da energia hidráulica do sistema nos períodos de menor consumo, utilizando-a como incremento da linha de energia durante os períodos de alta demanda do sistema (conforme esquema da Figura. 3 em anexo). Para proporcionar ao sistema de abastecimento este armazenamento, podem ser implantados reservatórios de pequeno ou médio porte dependo da demanda de consumo da região atendida, e a delimitação da área de abrangência é proporcionada através da implantação de uma válvula de retenção na rede de abastecimento (conforme esquema da Figura.4 em anexo).

5 5. APLICAÇÃO NO LOTEAMENTO MOREL Esta região apresentava problemas de desabastecimento nos pontos de cotas mais elevadas como mostra o hidrograma de pressões, nos períodos de maior demanda do sistema principalmente aos sábados. E tal condição exigia soluções de curto prazo e com baixo custo. Com o desenvolvimento das pesquisas, agregando à otimização operacional o projeto de micro-reservação, foram estabelecidos outros conceitos. Para a aplicação do projeto no Loteamento Morel, foram necessários além dos trabalhos já relatados de consistência cadastral, comercial e da caracterização dos perfis de pressão do sistema de abastecimento da região, podendo assim, se estabelecer alguns critérios para a implantação do projeto que são apresentados a seguir: A. O período em que o sistema apresenta condições de abastecer o reservatório; B. Períodos em que a região apresentava pressões não preconizadas pela NBR 12218; C. Caracterizar as pressões disponíveis para se estabelecer as cotas e pontos de consumo que apresentavam problemas de abastecimento; D. Determinação do ponto de instalação da Válvula de Retenção para delimitação da área de abrangência do reservatório; E. Levantamento das demanda dos pontos de consumo e cálculo do volume necessário de reservação considerando o tempo de disponível para alimentação do reservatório; Assim, ficou concebida a utilização do projeto de micro-reservação buscando regularidade nas condições de abastecimento de água da região, delimitando-se a área de abrangência desta micro-reservação de acordo com demanda teórica de consumo e com a pressão mínima disponível, através da válvula de retenção (conforme esquema da Figura.5 em anexo). 6. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS Através da implantação do projeto de micro-reservação buscando melhoria nas condições de abastecimento de água no loteamento Morel, constatou-se regularidade no abastecimento através do incremento na linha de energia e consequentemente nas pressões do sistema nos períodos de maior demanda, que

6 foi confirmada através do estudo de pressões (conforme esquema Figura. 6 em anexo) posteriormente realizado e da diminuição considerável do índice de reclamações de falta d agua na região. Nos detalhes a seguir observam-se as pressões disponíveis no ponto crítico de abastecimento do loteamento, antes e depois da implantação do projeto e pode-se perceber o incremento das pressões que eram próximas a zero e agora estão acima de 10 m.c.a. em todos os dias no período de maior demanda. Pressões no ponto crítico antes Pressões no ponto crítico depois da implantação do projeto da implantação do projeto Porém, além do acompanhamento das condições de abastecimento da região, o Departamento Técnico indicou análise periódica dos parâmetros de qualidade da água nestes reservatórios, pois eles representam locais passíveis de contaminação. Para a ressetorização e adequação das pressões com o arranjo da distribuição de água para atendimento em cotas elevadas, foram utilizados os parâmetros especificados na norma ABNT NBR CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS As ações descritas acima formam a concepção do projeto, onde a aplicação de micro-reservação aliada à instalação de equipamentos especiais são utilizadas para melhorar em curto prazo e com baixo custo as condições de abastecimento. Muitas vezes, a utilização destas concepções de projetos localizados se faz necessária devido à falta de recursos financeiros para melhoria das condições de abastecimento dos sistemas já instalados. Os projetos de micro-reservação já foram aplicados em outras 3 regiões com êxito. Porém cada caso deve ser estudado e avaliado, pois determinadas ações podem acarretar em problemas futuros relacionados à qualidade do produto e

7 serviços prestados aos clientes internos e externos. Existem encaminhamentos para implantação de mais 5 sistemas de médio porte utilizando reservatórios metálicos de 100 m 3, que dentre alguns aspectos positivos, apresentam a possibilidade de relocação para outros sistemas a partir do momento que forem implantadas as melhorias macro-abrangentes e definitivas. Este projeto atende soluções emergentes, porém devem ser previstas implementações futuras e reflete a tendência do Departamento Técnico do SAMAE - Blumenau em universalizar o abastecimento de água com qualidade, regularidade e melhoria continua. 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. NETTO, Azevedo - FERNANDEZ, Miguel F. y - ARAÚJO, Roberto de - ITO, Acácio Eiji Manual de Hidráulica. Editora Edgard Blücher Ltda São Paulo;

8 9. ANEXOS Figura 1: Esquema do sistema de GEOPROCESSAMENTO.

9 Pressão mínima de abastecimento NBR Figura 2: Hidrograma de pressões antes da implantação do projeto. 120 m. V1 2 /2g R9 A LINHA PIEZOMÉTRICA LINHA DE CARGA LINHA ENERGÉTICA LINHA ENERGÉTICA APÓS A IMPLANTÇÃO DO PROJETO Perda Carga V2 2 /2 99 m. B P1 LINHA ENERGÉTICA TEÒRICA PARA IMPLANTAÇÃO DA V.R. P2+10 m.c.a. PERFIL DA TUBULAÇÃO PONTO DE INSTALAÇÃO DA VÁLVULA DE RETENÇÃO P2 Z1 PONTO A: macro-reservatório que atende a região PONTO B: ponto crítico de abastecimento do loteamento Z2 Figura 3: Representação da linha energética e piezométrica característica do sistema de abastecimento do Loteamento Morel.

10 Figura 4: Funcionamento Hidráulico do projeto. Figura 5: Áreas de abrangência do abastecimento do projeto delimitadas pela Válvula de Retenção.

11 Pressão mínima de abastecimento NBR Figura 6: Hidrograma de pressões após a implantação do projeto.