Análise de Funções de Custo de Componentes de Construção Civil e de Equipamentos de Serviços Públicos de Água

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1 Análise de Funções de Custo de Componentes de Construção Civil e de Equipamentos de Serviços Públicos de Água Susana Isabel Martins Lopes Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Orientador Professora Doutora Dídia Isabel Cameira Covas Presidente: Orientador: Vogais: Júri Professor Doutor António Alexandre Trigo Teixeira Professora Doutora Dídia Isabel Cameira Covas Professor Doutor António Jorge Silva Guerreiro Monteiro Engenheiro Luís Eduardo Sobinha de Sousa Mamouros Novembro de 2014

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3 AGRADECIMENTOS O planeta Terra apresenta uma área de km 2, onde interagem cerca de 7 bilhões de habitantes. Apesar dessa imensidão espacial e populacional, é sempre possível conhecer pessoas admiráveis, cujas diferentes valências contribuem positivamente para a nossa vida e nos ajudam a alcançar os objetivos a que nos propomos. É nesta categoria que enquadro as seguintes pessoas: a Professora Doutora Dídia Covas, a minha orientadora, fonte de ensinamentos, sábia conselheira e farol da minha demanda; o Doutor Nelson Carriço, o Engenheiro Mário Cardoso e o Engenheiro Steve Houghton, amigos e bússolas desta minha empreitada académica; o Engenheiro Luís Mamouros, o Engenheiro Nuno Lopes e o Engenheiro Nuno Brôco, os íntegros intermediários do grupo Águas de Portugal e fornecedores de lastro à minha pesquisa; a Engenheira Valentina Marchionni, colaboradora do Instituto Superior Técnico, a qual prestou auxílio ao nível da análise estatística de alguns dos dados recolhidos através do software R. A todas as pessoas supramencionadas, e reportando-me ao respetivo contributo individual, expresso o meu profundo agradecimento pela disponibilidade, apoio, comentários, sugestões, encorajamento, simpatia, generosidade, amabilidade e paciência que me proporcionaram ou dispensaram durante o período de tempo em que elaborei a presente dissertação. Além das pessoas per se, tenho também de mencionar o seguinte conjunto de entidades: a AMBIO Consultores de Engenharia e Tecnologia do Ambiente, Lda., empresa onde atualmente exerço funções de Engenheira Projetista; a Águas de Portugal Serviços, S.A., empresa que fomentou a atualização e o aperfeiçoamento do tema da presente dissertação, bem como as várias entidades gestoras portuguesas integradas no grupo Águas de Portugal e o Instituto Superior Técnico que contribuíram positivamente com os dados de sistemas reais; a Xylem Portugal Inc. e a Grundfos Portugal S.A., empresas que forneceram alguns dados relativos a grupos eletrobomba. A todas as empresas acima nomeadas, endereço o meu muito obrigada pelo incentivo, interesse e apoio manifestados, bem como pelas facilidades concedidas. Indubitavelmente, agradeço do fundo do coração aos meus Familiares (tanto aos que prematuramente partiram, como aos que têm estado ao meu lado) e aos meus Amigos incondicionais (cujo valor é independente da distância e/ou do tempo que nos separa), sem os quais não seria quem sou hoje, nem quem serei amanhã. Não sei se há ou não coincidências, mas sei que morar nesta aldeia global que apelidamos de Terra, permitiu-me a criação de laços pessoais e profissionais que terei todo o gosto em preservar durante o resto da minha vida. Como escreveu Fernando Pessoa, O valor das coisas não está no tempo que elas duram, mas na intensidade com que acontecem. Por isso existem momentos inesquecíveis, coisas inexplicáveis e pessoas incomparáveis.. A todos, dedico a presente dissertação e reitero a minha gratidão, respeito e estima. Dankon. I

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5 RESUMO A presente dissertação visa a construção, validação e teste de funções de custo de investimento para algumas componentes afetas aos serviços públicos de água: reservatórios apoiados ou elevados, estações elevatórias ou sobrepressoras, condutas adutoras e estações elevatórias de águas residuais. Adicionalmente, envolve a validação dos parâmetros representativos que caracterizam essas componentes, nomeadamente as características físicas (e.g., volume total; altura do fuste; material, pressão nominal, diâmetro nominal e comprimento da tubagem) ou as variáveis hidráulicas (e.g., caudal total; altura de elevação; potência instalada). Para o efeito, foi estabelecida uma abordagem metodológica constituída por quatro passos e 15 tarefas, tendo sido analisadas 415 listas de preços unitários. A amostra resultou de 221 empreitadas correspondentes a 16 entidades gestoras portuguesas pertencentes ao grupo Águas de Portugal. Os dados recolhidos relativos às 754 componentes analisadas foram sistematizados em bases de dados por tipo de componente. As funções de custo de investimento (construção civil, equipamento, instalações elétricas e/ou total) foram obtidas por regressão estatística. A análise e discussão dessas funções incluíram a comparação com funções obtidas anteriormente por três autores portugueses e dos custos estimados com os reais, bem como a aplicação das funções ao caso dos reservatórios apoiados associados a estações elevatórias, com dados de Projetos de Execução e de empreitadas construídas por outras entidades. Esta dissertação é relevante para a especialidade de Hidráulica Urbana, na medida em que contribui para a consolidação de conhecimentos dos engenheiros projetistas e das entidades gestoras no tema da avaliação dos custos de investimento das diversas componentes analisadas. Palavras-chave: função de custo, reservatório apoiado, reservatório elevado, estação elevatória ou sobrepressora, conduta adutora, estação elevatória de águas residuais. III

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7 ABSTRACT This dissertation describes research on the establishment, validation and testing of construction cost functions of various types of public water services assets: ground-level and elevated water storage tanks, water pumping or booster stations, water transmission mains and wastewater pumping stations. It also involves the validation of the parameters used to describe these assets, such as physical characteristics (e.g., total volume; tank height; pipe material, nominal pressure, nominal diameter and length) or hydraulic variables (e.g., flow capacity; pumping head; installed electrical power). To this end, a methodology including four steps and 15 tasks was established and were analysed 415 price lists. The sample derived from 221 construction contracts from 16 Portuguese water utilities managed by the Águas de Portugal Group. Data concerning 754 assets were collected and organized in databases according to type of asset. Construction cost functions (civil engineering construction, equipment, electrical facilities and total) were derived by statistical regression analysis. The analysis and discussion of the functions included the comparison with cost functions previously published by three Portuguese authors and between the estimated construction costs and the real ones, as well as the estimation of construction costs by the developed functions for ground-level water storage tanks associated with pumping stations, some design examples and some assets already constructed by other Portuguese water utilities. This research is relevant to the speciality of Urban Hydraulics, insofar as it consolidates the knowledge of design engineers and water utilities on the assessment of construction costs of the analysed types of water services assets. Keywords: cost function, ground-level water storage tank, elevated water storage tank, water pumping or booster station, water transmission main, wastewater pumping station. V

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9 ÍNDICE DE TEXTO 1. INTRODUÇÃO Enquadramento Objetivos e metodologia de trabalho adotada Estrutura do documento SÍNTESE DE CONHECIMENTOS Considerações introdutórias Publicação de Lencastre et al. (1995) Considerações gerais Sistemas de abastecimento de água Considerações genéricas Reservatórios apoiados Reservatórios elevados Estações elevatórias Condutas adutoras Sistemas de saneamento de águas residuais Considerações genéricas Estações elevatórias de águas residuais Estudo da Águas de Portugal Serviços, S.A. (2005) Considerações gerais Sistemas de abastecimento de água Considerações genéricas Reservatórios apoiados Estações elevatórias Condutas adutoras Sistemas de saneamento de águas residuais Considerações genéricas Estações elevatórias de águas residuais Estudo da AdP Águas de Portugal, SGPS, S.A. (2008) Considerações gerais VII

10 2.4.2 Sistemas de abastecimento de água Considerações genéricas Reservatórios apoiados Reservatórios elevados Estações elevatórias Condutas adutoras Sistemas de saneamento de águas residuais Considerações genéricas Estações elevatórias de águas residuais Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional Sistemas de abastecimento de água Sistemas de saneamento de águas residuais ABORDAGEM METODOLÓGICA Considerações introdutórias Passo 1 Recolha e tratamento de dados Âmbito geral Tarefa 1.1 Seleção de empreitadas a analisar Tarefa 1.2 Constituição de bases de dados por tipo de componente Tarefa 1.3 Caracterização da amostra Passo 2 Análise do custo de construção por tipo de componente Tarefa 2.1 Determinação dos fatores de atualização de custos Tarefa 2.2 Determinação e atualização de custos para o ano base Tarefa 2.3 Avaliação de indicadores genéricos de custos Passo 3 Construção das funções de custo de investimento por tipo de componente Tarefa 3.1 Análise e ajuste de parâmetros representativos Tarefa 3.2 Análise estatística com modelos de regressão Tarefa 3.3 Formulação das funções de custo de investimento Tarefa 3.4 Análise de sensibilidade Passo 4 Validação e teste das funções de custo de investimento obtidas Tarefa 4.1 Comparação das funções de custo de investimento obtidas com as referências nacionais na matéria Tarefa 4.2 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais VIII

11 3.5.3 Tarefa 4.3 Aplicação das funções de custo de investimento obtidas com dados da dissertação que não foram objeto de análise estatística Tarefa 4.4 Aplicação das funções de custo de investimento obtidas com dados de Projetos de Execução Tarefa 4.5 Aplicação das funções de custo de investimento obtidas com dados de empreitadas financiadas através do POVT Comparação das metodologias utilizadas nas referências nacionais na matéria com a abordagem metodológica adotada na presente dissertação FUNÇÕES DE CUSTO DE INVESTIMENTO OBTIDAS Considerações introdutórias Âmbito global da amostra Sistemas de abastecimento de água Reservatórios apoiados Reservatórios elevados Estações elevatórias ou estações sobrepressoras Condutas adutoras Sistemas de saneamento de águas residuais Estações elevatórias de águas residuais Síntese de funções de custo de investimento obtidas Sistemas de abastecimento de água Sistemas de saneamento de águas residuais ANÁLISE E DISCUSSÃO DAS FUNÇÕES DE CUSTO DE INVESTIMENTO OBTIDAS Considerações introdutórias Comparação das funções de custo de investimento obtidas com as referências nacionais na matéria Sistemas de abastecimento de água Reservatórios apoiados Reservatórios elevados Estações elevatórias ou estações sobrepressoras Condutas adutoras Sistemas de saneamento de águas residuais Estações elevatórias de águas residuais IX

12 5.3 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais Sistemas de abastecimento de água Reservatórios apoiados Reservatórios elevados Estações elevatórias ou estações sobrepressoras Condutas adutoras Sistemas de saneamento de águas residuais Estações elevatórias de águas residuais Aplicação das funções de custo de investimento obtidas com dados da dissertação que não foram objeto de análise estatística Aplicação das funções de custo de investimento obtidas com dados de Projetos de Execução Sistemas de abastecimento de água Reservatórios apoiados Reservatórios elevados Estações elevatórias ou estações sobrepressoras Condutas adutoras Sistemas de saneamento de águas residuais Estações elevatórias de águas residuais Aplicação das funções de custo de investimento obtidas com dados de empreitadas financiadas através do POVT Sistemas de abastecimento de água Reservatórios apoiados Estações elevatórias ou estações sobrepressoras Condutas adutoras Sistemas de saneamento de águas residuais Estações elevatórias de águas residuais Sinopse DIRETRIZES PARA ENGENHEIROS PROJETISTAS E ENTIDADES GESTORAS CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Síntese e discussão Sugestões de desenvolvimentos futuros Considerações finais X

13 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Publicações escritas Documentos normativos Páginas Web ANEXOS ANEXO A - ESTRUTURA DAS BASES DE DADOS POR TIPO DE COMPONENTE ANEXO B - SÍNTESE DE FUNÇÕES DE CUSTO INVESTIMENTO EXISTENTES A NÍVEL NACIONAL, ATUALIZADAS PARA O ANO BASE ANEXO C - DADOS DE PROJETOS DE EXECUÇÃO ELABORADOS PELA AUTORA DA DISSERTAÇÃO NA AMBIO CONSULTORES DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA DO AMBIENTE, LDA ANEXO D - DADOS DE EMPREITADAS FINANCIADAS ATRAVÉS DO POVT ANEXO E - ANÁLISE DAS METODOLOGIAS UTILIZADAS NAS REFERÊNCIAS NACIONAIS NA MATÉRIA E DA ABORDAGEM METODOLÓGICA ADOTADA NA PRESENTE DISSERTAÇÃO ANEXO F - CAPÍTULOS ESTRUTURANTES RECOMENDADOS PARA A ELABORAÇÃO DE LISTAS DE PREÇOS UNITÁRIOS XI

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15 LISTA DE QUADROS Quadro 2.1 Hierarquia de sistemas de abastecimento de água Quadro 2.2 Hierarquia de sistemas de saneamento de águas residuais Quadro 2.3 Fatores de custo e função de custo de investimento para reservatórios apoiados (Lencastre et al., 1995) Quadro 2.4 Fatores de custo e função de custo de investimento para reservatórios elevados (Lencastre et al., 1995) Quadro 2.5 Fatores de custo e funções de custo de investimento para estações elevatórias (Lencastre et al., 1995) Quadro 2.6 Fatores de custo e funções de custo de investimento para condutas adutoras (Lencastre et al., 1995) Quadro 2.7 Fatores de custo e funções de custo de investimento para estações elevatórias de águas residuais (Lencastre et al., 1995) Quadro 2.8 Função de custo de investimento para reservatórios apoiados (Águas de Portugal Serviços, S.A., 2005) Quadro 2.9 Funções de custo de investimento para estações elevatórias (Águas de Portugal Serviços, S.A., 2005) Quadro 2.10 Funções de custo de investimento para condutas adutoras (Águas de Portugal Serviços, S.A., 2005) Quadro 2.11 Funções de custo de investimento para estações elevatórias de águas residuais (Águas de Portugal Serviços, S.A., 2005) Quadro 2.12 Custo de investimento para reservatórios apoiados (AdP Águas de Portugal, SGPS, S.A., 2008) Quadro 2.13 Função de custo de investimento para reservatórios elevados (AdP Águas de Portugal, SGPS, S.A., 2008) Quadro 2.14 Funções de custo de investimento para estações elevatórias (AdP Águas de Portugal, SGPS, S.A., 2008) Quadro 2.15 Custo de investimento para condutas adutoras (AdP Águas de Portugal, SGPS, S.A., 2008) Quadro 2.16 Funções de custo de investimento para estações elevatórias de águas residuais (AdP Águas de Portugal, SGPS, S.A., 2008) Quadro 2.17 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para reservatórios apoiados Quadro 2.18 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para reservatórios elevados XIII

16 Quadro 2.19 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para estações elevatórias Quadro 2.20 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para condutas adutoras Quadro 2.21 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para estações elevatórias de águas residuais Quadro 3.1 Itens específicos das bases de dados sem os quais não puderam ser considerados válidos os registos de cada uma das componentes Quadro 3.2 Caracterização dos registos das bases de dados por tipo de componente Quadro 3.3 Quantificação de itens das bases de dados por tipo de componente Quadro 3.4 Parâmetros representativos considerados para cada uma das componentes objeto de análise na presente dissertação Quadro 3.5 Tipos de modelos de regressão Quadro 3.6 Caracterização da amostra relativa a reservatórios apoiados associados a estações elevatórias Quadro 4.1 Distribuição geográfica da amostra Quadro 4.2 Distribuição geográfica empresarial da amostra Quadro 4.3 Distribuição temporal da amostra Quadro 4.4 Distribuição temporal monetária da amostra Quadro 4.5 Caracterização da amostra relativa a reservatórios apoiados Quadro 4.6 Parcelas representativas do custo de investimento por m 3 de reservatórios apoiados Quadro 4.7 Funções de custo de investimento obtidas para reservatórios apoiados e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra Quadro 4.8 Indicadores genéricos da percentagem média do custo de investimento total, por especialidade e categoria, para reservatórios apoiados Quadro 4.9 Variação percentual entre o custo de investimento médio por m 3, por especialidade e categoria, de um reservatório apoiado de duas células e um reservatório apoiado de uma célula Quadro 4.10 Caracterização da amostra relativa a reservatórios elevados Quadro 4.11 Parcelas representativas do custo de investimento de reservatórios elevados, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.12 Custo de investimento detalhado da amostra relativa a reservatórios elevados Quadro 4.13 Funções de custo de investimento obtidas para reservatórios elevados e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.14 Indicadores genéricos da percentagem média do custo de investimento total, por especialidade e categoria, para reservatórios elevados XIV

17 Quadro 4.15 Caracterização da amostra relativa a estações elevatórias ou estações sobrepressoras Quadro 4.16 Parcelas representativas do custo de investimento por kw de estações elevatórias ou estações sobrepressoras, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.17 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias ou estações sobrepressoras e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.18 Parcelas representativas do custo de investimento por L/s ou kw de estações elevatórias ou estações sobrepressoras, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.19 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias ou estações sobrepressoras e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.20 Comparação das duas abordagens utilizadas na construção das funções de custo de investimento para estações elevatórias ou estações sobrepressoras Quadro 4.21 Comparação das abordagens utilizadas nas referências nacionais na construção das funções de custo de investimento para estações elevatórias Quadro 4.22 Indicadores genéricos da percentagem média do custo de investimento total, por especialidade e categoria, para estações elevatórias ou estações sobrepressoras Quadro 4.23 Caracterização da amostra relativa a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem Quadro 4.24 Amostra relativa a condutas adutoras: repartição do comprimento total e do comprimento médio, por tipo de material da tubagem Quadro 4.25 Parcelas representativas do custo de investimento por metro linear de condutas adutoras, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.26 Funções de custo de investimento obtidas para condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.27 Funções de custo de investimento obtidas para condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.28 Funções de custo de investimento obtidas para condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à terceira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.29 Funções de custo de investimento obtidas para condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à quarta abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.30 Estudo de outliers na amostra relativa a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem XV

18 Quadro 4.31 Caracterização da amostra relativa a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, após a eliminação de outliers Quadro 4.32 Amostra relativa a condutas adutoras, após a eliminação de outliers: repartição do comprimento total e do comprimento médio, por tipo de material da tubagem Quadro 4.33 Parcelas representativas do custo de investimento por metro linear de condutas adutoras, referentes à quinta abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.34 Funções de custo de investimento obtidas para condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à quinta abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.35 Indicadores genéricos da percentagem média do custo de investimento total, por especialidade, para condutas adutoras, por tipo de material da tubagem Quadro 4.36 Caracterização da amostra relativa a estações elevatórias de águas residuais Quadro 4.37 Parcelas representativas do custo de investimento por kw de estações elevatórias de águas residuais, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.38 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias de águas residuais e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.39 Parcelas representativas do custo de investimento por L/s ou kw de estações elevatórias de águas residuais, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.40 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias de águas residuais e qualidade do ajuste das equações matemáticas à amostra, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento Quadro 4.41 Comparação das duas abordagens utilizadas na construção das funções de custo de investimento para estações elevatórias de águas residuais Quadro 4.42 Comparação das abordagens utilizadas nas referências nacionais na construção das funções de custo de investimento para estações elevatórias de águas residuais Quadro 4.43 Indicadores genéricos da percentagem média do custo de investimento total, por especialidade e categoria, para estações elevatórias de águas residuais Quadro 4.44 Síntese de funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para reservatórios apoiados Quadro 4.45 Síntese de funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para reservatórios elevados Quadro 4.46 Síntese de funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para estações elevatórias ou estações sobrepressoras Quadro 4.47 Síntese de funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para condutas adutoras XVI

19 Quadro 4.48 Síntese de funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para estações elevatórias de águas residuais Quadro 5.1 Comparação dos resultados determinados através das funções de custo de investimento obtidas na dissertação e das referências nacionais na matéria, para três casos reais de reservatórios apoiados Quadro 5.2 Comparação dos resultados determinados através das funções de custo de investimento obtidas na dissertação e das referências nacionais na matéria, para dois casos reais de estações elevatórias ou estações sobrepressoras Quadro 5.3 Comparação dos resultados determinados através das funções de custo de investimento obtidas na dissertação e das referências nacionais na matéria, por tipo de material da tubagem, para 12 casos reais de condutas adutoras Quadro 5.4 Comparação dos resultados determinados através das funções de custo de investimento obtidas na dissertação e das referências nacionais na matéria, para três casos reais de estações elevatórias de águas residuais Quadro 5.5 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais através da variação percentual entre ambos, para reservatórios apoiados Quadro 5.6 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais através da variação percentual entre ambos, para dois casos reais de reservatórios apoiados Quadro 5.7 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais através da variação percentual entre ambos, para reservatórios elevados Quadro 5.8 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais através da variação percentual entre ambos, para estações elevatórias ou estações sobrepressoras Quadro 5.9 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais através da variação percentual entre ambos, para um caso real de estações elevatórias ou estações sobrepressoras Quadro 5.10 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais através da variação percentual entre ambos, para condutas adutoras, por tipo de material da tubagem Quadro 5.11 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais através da variação percentual entre ambos, para oito casos reais de condutas adutoras Quadro 5.12 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais através da variação percentual entre ambos, para estações elevatórias de águas residuais Quadro 5.13 Comparação dos custos de investimento estimados com os custos de construção reais através da variação percentual entre ambos, para um caso real de estações elevatórias de águas residuais Quadro 5.14 Caracterização detalhada da amostra relativa a reservatórios apoiados associados a estações elevatórias Quadro 5.15 Análise dos resultados do teste de viabilidade através da variação percentual entre os custos de investimento estimados e os custos de construção reais, para reservatórios apoiados associados a estações elevatórias XVII

20 Quadro 5.16 Aplicação das funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para um caso real de reservatórios apoiados, a partir dos dados de Projetos de Execução Quadro 5.17 Aplicação das funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para um caso real de reservatórios elevados, a partir dos dados de Projetos de Execução Quadro 5.18 Aplicação das funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para um caso real de estações elevatórias ou estações sobrepressoras, a partir dos dados de Projetos de Execução Quadro 5.19 Aplicação das funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para quatro casos reais de condutas adutoras, a partir dos dados de Projetos de Execução Quadro 5.20 Aplicação das funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para dois casos reais de estações elevatórias de águas residuais, a partir dos dados de Projetos de Execução Quadro 5.21 Comparação entre os custos de construção orçamentados no Projeto de Execução e os custos de construção reais retirados da base de dados constituída na dissertação, para dois casos reais de estações elevatórias de águas residuais Quadro 5.22 Validação e teste das funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para dois casos reais de reservatórios apoiados, a partir dos dados de empreitadas financiadas através do POVT Quadro 5.23 Análise de sensibilidade para dois casos reais de reservatórios apoiados, a partir dos dados de empreitadas financiadas através do POVT Quadro 5.24 Validação e teste das funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para um caso real de estações elevatórias ou estações sobrepressoras, a partir dos dados de empreitadas financiadas através do POVT Quadro 5.25 Análise de sensibilidade para um caso real de estações elevatórias ou estações sobrepressoras, a partir dos dados de empreitadas financiadas através do POVT Quadro 5.26 Validação e teste das funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para oito casos reais de condutas adutoras, a partir dos dados de empreitadas financiadas através do POVT Quadro 5.27 Análise de sensibilidade para oito casos reais de condutas adutoras, a partir dos dados de empreitadas financiadas através do POVT Quadro 5.28 Validação e teste das funções de custo de investimento obtidas na presente dissertação para um caso real de estações elevatórias de águas residuais, a partir dos dados de empreitadas financiadas através do POVT Quadro 5.29 Análise de sensibilidade para um caso real de estações elevatórias de águas residuais, a partir dos dados de empreitadas financiadas através do POVT Quadro A.1 Itens gerais da base de dados por tipo de componente Quadro A.2 Itens específicos da base de dados para reservatórios apoiados e reservatórios apoiados préfabricados Quadro A.3 Itens específicos da base de dados para reservatórios apoiados associados a estações elevatórias Quadro A.4 Itens específicos da base de dados para reservatórios elevados XVIII

21 Quadro A.5 Itens específicos da base de dados para estações elevatórias ou sobrepressoras Quadro A.6 Itens específicos da base de dados para condutas adutoras (por tipo de material, designadamente, aço, FFD e PEAD de diferentes pressões nominais PN6, PN10, PN12,5, PN16, PN20 e PN25) Quadro A.7 Itens específicos da base de dados para estações elevatórias de águas residuais Quadro A.8 Itens específicos da base de dados para estações elevatórias de águas residuais compactas Quadro B.1 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para reservatórios apoiados, atualizadas para o ano base Quadro B.2 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para reservatórios elevados, atualizadas para o ano base Quadro B.3 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para estações elevatórias, atualizadas para o ano base Quadro B.4 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para condutas adutoras, atualizadas para o ano base Quadro B.5 Síntese de funções de custo de investimento existentes a nível nacional para estações elevatórias de águas residuais, atualizadas para o ano base Quadro C.1 Dados de Projetos de Execução elaborados pela autora da dissertação na AMBIO Consultores de Engenharia e Tecnologia do Ambiente, Lda., referentes a reservatórios apoiados Quadro C.2 Dados de Projetos de Execução elaborados pela autora da dissertação na AMBIO Consultores de Engenharia e Tecnologia do Ambiente, Lda., referentes a reservatórios elevados Quadro C.3 Dados de Projetos de Execução elaborados pela autora da dissertação na AMBIO Consultores de Engenharia e Tecnologia do Ambiente, Lda., referentes a estações elevatórias ou estações sobrepressoras Quadro C.4 Dados de Projetos de Execução elaborados pela autora da dissertação na AMBIO Consultores de Engenharia e Tecnologia do Ambiente, Lda., referentes a condutas adutoras Quadro C.5 Dados de Projetos de Execução elaborados pela autora da dissertação na AMBIO Consultores de Engenharia e Tecnologia do Ambiente, Lda., referentes a estações elevatórias de águas residuais Quadro D.1 Dados de empreitadas financiadas através do POVT, referentes a reservatórios apoiados Quadro D.2 Dados de empreitadas financiadas através do POVT, referentes a estações elevatórias ou estações sobrepressoras Quadro D.3 Dados de empreitadas financiadas através do POVT, referentes a condutas adutoras Quadro D.4 Dados de empreitadas financiadas através do POVT, referentes a estações elevatórias de águas residuais Quadro E.1 Análise da metodologia utilizada na publicação de Lencastre et al. (1995) Quadro E.2 Análise da metodologia utilizada no estudo da Águas de Portugal Serviços, S.A. (2005) XIX

22 Quadro E.3 Análise da metodologia utilizada no estudo da AdP Águas de Portugal, SGPS, S.A. (2008) Quadro E.4 Análise da abordagem metodológica utilizada na presente dissertação Quadro F.1 Capítulos estruturantes recomendados para a elaboração das listas de preços unitários de reservatórios apoiados ou reservatórios elevados Quadro F.2 Capítulos estruturantes recomendados para a elaboração das listas de preços unitários de reservatórios apoiados associados a estações elevatórias Quadro F.3 Capítulos estruturantes recomendados para a elaboração das listas de preços unitários de estações elevatórias, estações sobrepressoras ou estações elevatórias de águas residuais Quadro F.4 Capítulos estruturantes recomendados para a elaboração das listas de preços unitários de condutas adutoras XX

23 LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 Gestão patrimonial de infraestruturas: uma visão integrada (adaptado de Alegre e Covas, 2010)... 1 Figura 3.1 Fluxograma correspondente à abordagem metodológica Figura 3.2 Extrato da listagem das empreitadas passíveis de disponibilização pelo grupo Águas de Portugal Figura 3.3 Exemplo de um ficheiro em formato Microsoft Excel correspondente a uma lista de preços unitários de uma empreitada Figura 3.4 Evolução da taxa de inflação e do fator de inflação acumulado entre 1990 e 2014, considerando os valores do deflator do consumo público indicados no sítio da PORDATA Figura 3.5 Dados da dissertação relativos a reservatórios associados a estações elevatórias Figura 4.1 Localização das entidades gestoras do grupo Águas de Portugal que contribuíram com dados de sistemas reais (a rosa, região Norte; a verde, região Centro; a azul, região Sul) Figura 4.2 Amostra relativa a reservatórios apoiados: (a) distribuição temporal; (b) distribuição de reservatórios, em função do volume total Figura 4.3 Diagramas de dispersão relativos a reservatórios apoiados - custo de investimento por m 3 por especialidade: (a) volume total inferior a m 3 ; (b) volume total superior a m 3 (continua na página seguinte) Figura 4.3 Diagramas de dispersão relativos a reservatórios apoiados - custo de investimento por m 3 por categoria: (c) volume total inferior a m 3 ; (d) volume total superior a m 3 (continuação da página anterior) Figura 4.4 Funções de custo de investimento obtidas para reservatórios apoiados: custo de investimento por m 3 por categoria Figura 4.5 Primeira análise de sensibilidade para reservatórios apoiados: (a) percentagem média do custo de investimento total por especialidade; (b) percentagem média do custo de investimento total por categoria Figura 4.6 Amostra relativa a reservatórios apoiados: distribuição de reservatórios apoiados, em função do número de células Figura 4.7 Funções de custo de investimento obtidas para reservatórios apoiados, considerando o número de células como parâmetro representativo - custo de investimento por m 3 por categoria: (a) reservatórios apoiados de uma célula; (b) reservatórios apoiados de duas células Figura 4.8 Amostra relativa a reservatórios apoiados: distribuição de reservatórios apoiados, por zona do país Figura 4.9 Funções de custo de investimento obtidas para reservatórios apoiados, por zona do país - custo de investimento por m 3 por categoria: (a) zona Norte; (b) zona Centro (continua na página seguinte) Figura 4.9 Funções de custo de investimento obtidas para reservatórios apoiados, por zona do país - custo de investimento por m 3 por categoria: (c) zona Sul (continuação da página anterior) XXI

24 Figura 4.10 Comparação das funções de custo de investimento total obtidas para reservatórios apoiados por zona do país com a função de custo de investimento obtida a nível nacional Figura 4.11 Amostra relativa a reservatórios elevados: (a) distribuição temporal; (b) distribuição de reservatórios, em função do volume total e da altura do fuste Figura 4.12 Diagramas de dispersão relativos a reservatórios elevados, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (a) custo de investimento por especialidade; (b) custo de investimento por categoria Figura 4.13 Funções de custo de investimento obtidas para reservatórios elevados, referentes à segunda abordagem para a construção das funções: (a) custo de investimento em construção civil; (b) custo de investimento em equipamento e instalações elétricas Figura 4.14 Análise de sensibilidade para reservatórios elevados: (a) percentagem média do custo de investimento total por especialidade, em função do volume total x altura do fuste; (b) percentagem média do custo de investimento total por especialidade, em função do volume total (continua na página seguinte) Figura 4.14 Análise de sensibilidade para reservatórios elevados: (c) percentagem média do custo de investimento total por categoria, em função do volume total x altura do fuste; (d) percentagem média do custo de investimento total por categoria, em função do volume total (continuação da página anterior) Figura 4.15 Amostra relativa a estações elevatórias ou estações sobrepressoras: (a) distribuição temporal; (b) diagrama de dispersão de caudal total versus altura de elevação; (c) diagrama de dispersão de caudal total x altura de elevação versus potência instalada Figura 4.16 Diagramas de dispersão relativos a estações elevatórias ou estações sobrepressoras, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (a) custo de investimento por kw por especialidade (continua na página seguinte) Figura 4.16 Diagramas de dispersão relativos a estações elevatórias ou estações sobrepressoras, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (b) custo de investimento por kw por categoria (continuação da página anterior) Figura 4.17 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias ou estações sobrepressoras, referentes à primeira abordagem para a construção das funções: custo de investimento por kw por categoria Figura 4.18 Diagramas de dispersão relativos a estações elevatórias ou estações sobrepressoras, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (a) custo de investimento por L/s por especialidade; (b) custo de investimento por kw por especialidade (continua na página seguinte) Figura 4.18 Diagramas de dispersão relativos a estações elevatórias ou estações sobrepressoras, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (c) custo de investimento por L/s por categoria; (d) custo de investimento por kw por categoria (continuação da página anterior) Figura 4.19 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias ou estações sobrepressoras, referentes à segunda abordagem para a construção das funções: (a) custo de investimento por L/s para construção civil e equipamento (continua na página seguinte) XXII

25 Figura 4.19 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias ou estações sobrepressoras, referentes à segunda abordagem para a construção das funções: (b) custo de investimento por kw para instalações elétricas (continuação da página anterior) Figura 4.20 Análise de sensibilidade para estações elevatórias ou estações sobrepressoras: (a) percentagem do custo de investimento total por especialidade, em função do caudal total; (b) percentagem do custo de investimento total por especialidade, em função da potência instalada (continua na página seguinte) Figura 4.20 Análise de sensibilidade para estações elevatórias ou estações sobrepressoras: (c) percentagem do custo de investimento total por categoria, em função do caudal total; (d) percentagem do custo de investimento total por categoria, em função da potência instalada (continuação da página anterior) Figura 4.21 Amostra relativa a condutas adutoras: (a) repartição dos tipos de material da tubagem; (b) repartição dos tipos de regime de escoamento nas condutas adutoras, por tipo de material da tubagem; (c) distribuição temporal, por tipo de material da tubagem; (d) distribuição de condutas adutoras, em função do diâmetro nominal e por tipo de material da tubagem Figura 4.22 Diagramas de dispersão relativos a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem: (a) custo de investimento por metro linear por especialidade, para aço; (b) custo de investimento por metro linear por categoria, para aço (continua na página seguinte) Figura 4.22 Diagramas de dispersão relativos a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem: (c) custo de investimento por metro linear por especialidade, para FFD; (d) custo de investimento por metro linear por categoria, para FFD (continuação da página anterior e continua na página seguinte) Figura 4.22 Diagramas de dispersão relativos a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem: (e) custo de investimento por metro linear por especialidade, para PEAD PN10; (f) custo de investimento por metro linear por categoria, para PEAD PN10 (continuação da página anterior e continua na página seguinte) Figura 4.22 Diagramas de dispersão relativos a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem: (g) custo de investimento por metro linear por especialidade, para PEAD PN16; (h) custo de investimento por metro linear por categoria, para PEAD PN16 (continuação da página anterior) Figura 4.23 Funções de custo de investimento obtidas para condutas adutoras, referentes à primeira abordagem para a construção das funções, por tipo de material da tubagem - custo de investimento por metro linear por categoria: (a) aço; (b) FFD (continua na página seguinte) Figura 4.23 Funções de custo de investimento obtidas para condutas adutoras, referentes à primeira abordagem para a construção das funções, por tipo de material da tubagem custo de investimento por metro linear por categoria: (c) PEAD PN10; (d) PEAD PN16 (continuação da página anterior) Figura 4.24 Amostra relativa a condutas adutoras: diagrama de dispersão de diâmetro nominal versus comprimento, por tipo de material da tubagem: (a) aço; (b) FFD; (c) PEAD PN10; (d) PEAD PN Figura 4.25 Amostra relativa a condutas adutoras: diagrama de dispersão de diâmetro nominal versus recobrimento médio, por tipo de material da tubagem: (a) aço; (b) FFD; (c) PEAD PN10; (d) PEAD PN XXIII

26 Figura 4.26 Amostra relativa a condutas adutoras, após a eliminação de outliers: (a) repartição dos tipos de material da tubagem; (b) repartição dos tipos de regime de escoamento nas condutas adutoras, por tipo de material da tubagem; (c) distribuição temporal, por tipo de material da tubagem; (d) distribuição de condutas adutoras, em função do diâmetro nominal e por tipo de material da tubagem Figura 4.27 Diagramas de dispersão relativos a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, após a eliminação de outliers: (a) custo de investimento por metro linear por especialidade, para aço; (b) custo de investimento por metro linear por categoria, para aço (continua na página seguinte) Figura 4.27 Diagramas de dispersão relativos a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, após a eliminação de outliers: (c) custo de investimento por metro linear por especialidade, para FFD; (d) custo de investimento por metro linear por categoria, para FFD (continuação da página anterior e continua na página seguinte) Figura 4.27 Diagramas de dispersão relativos a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, após a eliminação de outliers: (e) custo de investimento por metro linear por especialidade, para PEAD PN10; (f) custo de investimento por metro linear por categoria, para PEAD PN10 (continuação da página anterior e continua na página seguinte) Figura 4.27 Diagramas de dispersão relativos a condutas adutoras, por tipo de material da tubagem, após a eliminação de outliers: (g) custo de investimento por metro linear por especialidade, para PEAD PN16; (h) custo de investimento por metro linear por categoria, para PEAD PN16 (continuação da página anterior) Figura 4.28 Funções de custo de investimento obtidas para condutas adutoras, referentes à quinta abordagem para a construção das funções, por tipo de material da tubagem - custo de investimento por metro linear por categoria: (a) aço; (b) FFD (continua na página seguinte) Figura 4.28 Funções de custo de investimento obtidas para condutas adutoras, referentes à quinta abordagem para a construção das funções, por tipo de material da tubagem - custo de investimento por metro linear por categoria: (c) PEAD PN10; (d) PEAD PN16 (continuação da página anterior) Figura 4.29 Análise de sensibilidade para condutas adutoras, por tipo de material da tubagem - percentagem do custo de investimento total por especialidade: (a) aço; (b) FFD (continua na página seguinte) Figura 4.29 Análise de sensibilidade para condutas adutoras, por tipo de material da tubagem - percentagem do custo de investimento total por especialidade: (c) PEAD PN10; (d) PEAD PN16 (continuação da página anterior) Figura 4.30 Amostra relativa a estações elevatórias de águas residuais: (a) distribuição temporal (continua na página seguinte) Figura 4.30 Amostra relativa a estações elevatórias de águas residuais: (b) diagrama de dispersão de caudal total versus altura de elevação; (c) diagrama de dispersão de caudal total x altura de elevação versus potência instalada (continuação da página anterior) Figura 4.31 Diagramas de dispersão relativos a estações elevatórias de águas residuais, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (a) custo de investimento por kw por especialidade (continua na página seguinte) XXIV

27 Figura 4.31 Diagramas de dispersão relativos a estações elevatórias de águas residuais, referentes à primeira abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (b) custo de investimento por kw por categoria (continuação da página anterior) Figura 4.32 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias de águas residuais, referentes à primeira abordagem para a construção das funções: custo de investimento por kw por categoria Figura 4.33 Diagramas de dispersão relativos a estações elevatórias de águas residuais, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (a) custo de investimento por L/s por especialidade (continua na página seguinte) Figura 4.33 Diagramas de dispersão relativos a estações elevatórias de águas residuais, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (b) custo de investimento por kw por especialidade; (c) custo de investimento por L/s por categoria; (continuação da página anterior e continua na página seguinte) Figura 4.33 Diagramas de dispersão relativos a estações elevatórias de águas residuais, referentes à segunda abordagem para a construção das respetivas funções de custo de investimento: (d) custo de investimento por kw por categoria (continuação da página anterior) Figura 4.34 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias de águas residuais, referentes à segunda abordagem para a construção das funções: (a) custo de investimento por L/s para construção civil e equipamento; (b) custo de investimento por kw para instalações elétricas Figura 4.35 Primeira análise de sensibilidade para estações elevatórias de águas residuais: (a) percentagem do custo de investimento total por especialidade, em função do caudal total; (b) percentagem do custo de investimento total por especialidade, em função da potência instalada (continua na página seguinte) Figura 4.35 Primeira análise de sensibilidade para estações elevatórias de águas residuais: (c) percentagem do custo de investimento total por categoria, em função do caudal total; (b) percentagem do custo de investimento total por categoria, em função da potência instalada (continuação da página anterior) Figura 4.36 Amostra relativa a estações elevatórias de águas residuais, por zona do país: (a) diagrama de dispersão de caudal total versus altura de elevação; (b) diagrama de dispersão de caudal total x altura de elevação versus potência instalada Figura 4.37 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias de águas residuais: (a) custo de investimento por L/s para construção civil e equipamento, na zona Norte; (b) custo de investimento por kw para instalações elétricas, na zona Norte (continua na página seguinte) Figura 4.37 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias de águas residuais: (c) custo de investimento por L/s para construção civil e equipamento, na zona Centro; (d) custo de investimento por kw para instalações elétricas, na zona Centro (continuação da página anterior e continua na página seguinte) Figura 4.37 Funções de custo de investimento obtidas para estações elevatórias de águas residuais: (e) custo de investimento por L/s para construção civil e equipamento, na zona Sul; (f) custo de investimento por kw para instalações elétricas, na zona Sul (continuação da página anterior e continua na página seguinte) Figura 5.1 Comparação da função de custo de investimento total por m 3 obtida na dissertação com as referências nacionais na matéria, para reservatórios apoiados XXV