Sistema de apoio gestão da demanda e uso racional da água em edificações públicas: AGUAPURA VIANET

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1 Sistema de apoio gestão da demanda e uso racional da água em edificações públicas: AGUAPURA VIANET Support system for demand management and rational use of water in public buildings: AGUAPURA Vianet Alan Argollo dos Santos Quadros 1 Ricardo de Araújo Kalid 2 Asher Kiperstok First 3 Informações para contato: Rua Aristides Novis, 02, 4º andar, Departamento de Engenharia Ambiental; sala do TECLIM, Bairro: Federação; CEP: Salvador Bahia - Brasil, Telefone: +55(71) /+55(71) ; alanquadros@gmail.com. ABSTRACT Knowledge about how water is consumed in a building is central to any efforts related to water use rationalization. The Federal University of Bahia, Brazil, has been implementing a water use rationalization program named AGUAPURA. This program is based on allowing widespread access through the internet, to daily consumption o water in all the university s buildings. A computer program was developed for this purpose, allowing the university s community an active participation in the program, following and monitoring all the buildings consumption. Significant results (close to 40% reduction) have been achieved in the general consumption even in a moment when a the university is rapidly expanding its students and lecturers population KeyWords: water demand management, conscious consumption, rational use of water 1 - Rede de Tecnologias Limpas TECLIM ( / Programa de Pós Graduação em Engenharia Industrial PEI ( Bacharel em Ciências da Computação, 2008; Mestrando do Programa Engenharia Industrial PEI, 2009; Pesquisador da Rede de Tecnologias Limpas TECLIM. 2 - Rede de Tecnologias Limpas TECLIM ( / Programa de Pós Graduação em Engenharia Industrial PEI ( 3 - Rede de Tecnologias Limpas TECLIM ( / Programa de Pós Graduação em Engenharia Industrial PEI (

2 Sistema de apoio gestão da demanda e uso racional da água em edificações públicas: AGUAPURA VIANET RESUMO: Para obter redução no desperdício e assim ter um maior controle sobre o consumo de água numa edificação, se faz necessário conhecer previamente como se dá este consumo. Desta maneira, a Universidade Federal da Bahia iniciou um Programa de Uso Racional da Água denominado Programa AGUAPURA. Este programa tem como base uma metodologia de gestão descentralizada onde, através de um sistema computacional disponível na internet, a comunidade universitária participa ativamente realizando monitoramento do consumo de água. Tal programa obteve reduções significativas (em torno de 40%) no consumo de água e também um maior controle do mesmo. Palavras-chave: consumo consciente, gestão da água, uso racional da água. Introdução A necessidade cada vez maior de energia para adequação dos recursos hídricos ao consumo da indústria, agricultura e geração de água potável é uma questão que tem preocupado a humanidade. A falta de conhecimento acerca do consumo de água é dos fatores que contribui com que os consumidores ajam de forma perdulária, o que proporciona um grande desperdício. O uso da água pode ser segregado nas seguintes categorias: consumo efetivo, perda e desperdício. Sendo assim, segundo (PROSAB, 2009), se define o uso da água pela seguinte equação: Uso = consumo efetivo + perda + desperdício Para uma atuação de forma eficiente na busca do uso racional da água, é necessário que se tenha conhecimento de como a água é usada, para identificar onde podem existir perdas, desperdícios e discriminar do que é o consumo propriamente dito. A identificação dos sumidouros possibilita a atuação direta na redução de perdas e desperdícios e por conseqüência alcança-se uma redução no valor das contas de água e energia pagas às concessionárias e também um aumento na eco-eficiência das atividades da UFBA, foi iniciado um programa de uso racional da água, denominado programa AGUAPURA. Objetivo Apresentar e analisar o programa de gestão da água desenvolvido pela Rede de Tecnologias Limpas TECLIM da Universidade Federal da Bahia, a metodologia adotada, o sistema de apoio à decisão AGUAPURA VIANET, detalhes de sua implantação e os resultados alcançados até o presente momento no uso racional da água na UFBA. Metodologia Primeiramente, com caráter emergencial, o objetivo foi reduzir o consumo de água na Universidade e os valores pagos à concessionária em 30%. Para tal tarefa, foi criada uma equipe de campo composta por um coordenador, dois encanadores e dois assistentes. A equipe em questão percorria as unidades da UFBA buscando vazamentos visíveis e sanando-os para diminuir as perdas. Depois de identificados e sanados os maiores problemas, o programa passou a ter características diferentes de apenas atitudes emergenciais. Criou-se o caráter preventivo e de monitoramento do consumo de água no campus, assim foi desenvolvida a metodologia de acompanhamento utilizada neste programa, que se baseia na gestão descentralizada do consumo de água e no desenvolvimento de uma visão crítica dentro da comunidade universitária. Esta gestão descentralizada se baseia em três linhas de ação:

3 Monitoramento do consumo: O acompanhamento do consumo de água permite tomar atitudes corretas e planejadas para obter um uso mais racional. O monitoramento é feito através do sistema VIANET, que serve como repositório de informações sobre o consumo de cada unidade universitária, registrado em uma base de dados disponível para consulta pela internet informações diárias sobre o consumo de água das unidades da UFBA. Para o do monitoramento, é indicado um responsável denominado RU (Responsável por Unidade). Tal participante, que usualmente é um funcionário da unidade, tem a responsabilidade de registrar os valores de consumo da unidade no sistema VIANET, este procedimento é executado de acordo com a Figura 1. Após fazer o login com suas credenciais, o usuário seleciona a opção ÁGUA Coleta de Dados, preenche o formulário com o dado de consumo diário, insere a informação e verifica o gráfico de consumo e o impacto da medição inserida no perfil de consumo da unidade. Figura 1- Fluxo de informação no momento do monitoramento do consumo O programa AGUAPURA optou por manter o procedimento manual de registro do consumo de água ao invés de utilizar automação para aquisição dos dados devido a dois fatores: o custo que seria gerado com implantação de telemetria e o impacto positivo no comportamento, que foi alcançado através da gestão descentralizada, onde o responsável pela unidade faz a atualização dos dados no sistema. Durante o procedimento de lançamento dos dados, o VIANET atualiza o perfil de consumo imediatamente e permite que o responsável identifique um evento extraordinário que possa causar uma perda e/ou desperdício. Esta análise permite ao responsável investigar a causa do problema por conta própria ou comunicar à equipe de manutenção do programa através do VIANET. Esta equipe faz a varredura, que é a investigação detalhada em campo, buscando sanar as perdas. Realização da manutenção corretiva, preventiva e preditiva: Com base nas informações do monitoramento do consumo, a equipe de manutenção pode realizar os reparos nas unidades, estabelecer programação de varreduras e também realizar atividades de manutenção preventiva. O VIANET disponibiliza uma base de dados na qual encontram-se registrados, os setores, ambientes, localidades, e pontos de consumo de cada unidade, além de todos os serviços de manutenção realizados e eventos extraordinários ocorridos. As Figuras 2 e 3, relativas ao mapa de produtividade da equipe de campo e ao registro das informações, mostram como o sistema pode ser utilizado para gerenciar a manutenção das instalações.

4 Figura 2 Mapa de serviços e intervenções realizados pela equipe de campo Figura 3 Cadastramento dos pontos de consumo O VIANET fornece outras funcionalidades, como a divulgação e registro de eventos extraordinários e relatos, informações financeiras, estado das instalações hidrossanitárias dentre outros, numa espécie de diário, onde a informação é registrada e também enviada por a quem de direito. Utilização do VIANET na identificação e execução das oportunidades: A partir da caracterização das unidades universitárias, é gerada uma base de dados com os pontos de consumo e é estabelecido um diagnóstico das instalações e da situação dos equipamentos hidrossanitários. Estas informações, são colocadas no VIANET para que a equipe técnica possa identificar oportunidades de redução de consumo. Pode-se também, comparar os dados de consumo com as características das unidades, para identificar perdas invisíveis na estrutura e avaliar o impacto causado por estas mudanças ou adaptações. Todas as atividades pertencentes às três linhas de ação expostas são executadas em paralelo durante todo o programa AGUAPURA. O trabalho contínuo é sempre em busca das melhorias. Também é necessário adaptar-se às mudanças tecnológicas e a estrutura das unidades universitárias, que ocorrem a todo tempo, então é importante que tais ações façam parte da rotina diária da instituição e assim possa manter o controle sobre o consumo e sempre buscar melhorias e reduções nas perdas. AGUAPURA VIANET

5 O sistema VIANET disponível através da internet possibilita que o responsável definido para cada unidade, através de uma senha informe o consumo diário da unidade. Esta seção do trabalho destina-se a explicar o funcionamento e detalhes técnicos deste sistema. Detalhes técnicos importantes para o desenvolvimento do sistema de informação: Para o desenvolvimento deste sistema, algumas questões tiveram que ser levadas em consideração, dentre tem algumas que se destacam, são elas: - Facilidade de atualização e disseminação dos resultados e informações de consumo: este sistema foi desenvolvido numa plataforma WEB por conta de sua constante necessidade de atualização, e pela natureza e dispersão geográfica das fontes de informação. É importante que todos os stakeholders* tenham acesso aos dados do sistema de forma fácil, através da internet. - Continuação do trabalho: conforme foi dito na seção anterior deste trabalho, o programa deve manter sua continuidade. Este fator, dentre outros foi o motivo para escolha da linguagem PHP e a base de dados Mysql como plataforma para desenvolvimento, devido à alta popularidade da linguagem (LANGPOP, 2010) e a base de dados ser também a mais utilizada em toda web (MYSQL, 2010), além de serem ferramentas gratuitas. - Parque tecnológico heterogêneo: Por conta de a universidade ter uma grande extensão territorial e um parque tecnológico extremamente heterogêneo, o sistema teve que ser desenvolvido visando o funcionamento em máquinas antigas, versões diferentes de navegadores (browsers) para internet, então o sistema foi desenvolvido para ser executado num monitor de 15 com resolução mínima de 1024x768 pixels, e os navegadores suportados pelo sistema são: Mozilla Firefox v3.5 ou superior, Internet Explorer 8.0 ou Google Chrome e similares. Devido a baixa popularidade, outros browsers como: NETSCAPE, OPERA e etc... foram descartados durante a elaboração do software, então o funcionamento pleno do sistema não é garantido nestes navegadores (W3SCHOOLS, 2010). Além disso, os recursos de processamento dos computadores também são levados em consideração, a quantidade de cálculos resolvidos na máquina do cliente (usuário do sistema) podem ser realizadas por uma calculadora de bolsa, o que garante o funcionamento do sistema nos computadores das unidades da UFBA. - Facilidade no uso: O sistema conta com geração de gráficos, legendas, imagens que proporcionam uma maior interatividade entre o usuário e a informação, isto é importante, pois o trabalho de registro da informação é um esforço voluntário então quanto mais simples e rápida for a utilização do sistema, maior a adesão e o empenho dos colaboradores. - Robustez, quantidade de informação (volume de dados): Atualmente a base de dados está instalada num computador de médio porte (Dual XEON 2.8GHz, 16GB de Memória RAM, e sistema de discos e fontes redundantes), apresenta conexão de banda larga que pode chegar até 100Mbps se utilizada de dentro da UFBA. O VIANET deve suportar um significativo volume de informação de diversas naturezas: manutenção dos equipamentos, instalações, vazões, registros de temperatura, eventos extraordinários e observações. O sistema também está disponível para que, caso algum internauta deseje fazer o monitoramento do seu consumo residencial, possa fazê-lo fazer também. O sistema está preparado para um volume ainda maior de informação, além da universidade, como por exemplo: outros convênios da universidade e da Rede de Tecnologias Limpas com empresas que desejam trabalhar em projetos para minimização do desperdício de água, residências, prédios comerciais e outras instituições de ensino. O sistema está aberto para utilização em geral na internet, apenas sendo necessária solicitação por parte do participante e a abertura de conta por parte dos administradores do sistema. - Tecnologias auxiliares: Para desenvolvimento do sistema VIANET, foram utilizadas bibliotecas de terceiros para suporte e auxílio ao desenvolvimento de software. Esta fora do escopo deste trabalho detalhar tais bibliotecas, mas tem-se uma lista delas: XAJAX, DOMPDF, FPDF, JQUERY e JPGRAPH. - Modelagem dos dados: A modelagem utilizada no desenvolvimento do sistema VIANET foi no geral uma abordagem Entidade x Relacionamento evitando as redundâncias. No entanto, as tabelas relacionadas à coleta de dados dos consumos de água e energia, tiveram que passar por uma adaptação multidimensional devido à grande quantidade de registros ( até o fim de 2009) e os problemas de desempenho que surgiram. Para solucionar tais problemas, foram criadas visões associadas aos fatos (dados coletados dos medidores), tais visões representam o consumo de água em níveis de granularidade diferentes (diário, mensal e anual). Além de aumento do desempenho em cerca de 70%, esta abordagem permite a inserção de novos níveis de detalhe (medições horárias, por minuto e por segundo) sem perda significante de desempenho. - Associação dos eventos aos gráficos de consumo: Eventos extraordinários são associados às informações coletadas nos medidores buscando justificar e/ou explicar os consumos calculados e apresentados nos gráficos,

6 assim, é possível quantificar o impacto causado por um evento de forma clara e objetiva, através da interface do VIANET. Tal recurso possibilita a analise destes dados através de técnicas de inteligência artificial como análise de séries temporais usando redes neurais e também mineração de dados (datamining) obtendo assim maneiras para previsões de consumo, auxiliando na detecção de problemas não visíveis ao olho humano e a associação destes problemas a eventos extraordinários. Figura 4 Exemplo da interface do programa AGUAPURA (Associação de evento ao consumo de água) RESULTADOS E CONSIDERAÇÕES: O programa obteve resultados relevantes, alcançou, até o presente momento, uma economia do consumo de água em torno de 40% (UFBA, 2009) além de exercer maior controle sobre o serviço de manutenção hidráulica e sobre o consumo de água na Universidade. A Figura 5 mostra o perfil de consumo das unidades da UFBA* localizadas em Salvador-BA desde 1998 a Percebe-se que a partir do início do projeto AGUAPURA, no ano de 2000 alcançou-se uma diminuição significativa do consumo de água (a média diminuiu de 25 mil m 3 /mês para 15 mil m 3 /mês). Além disso, a variabilidade do consumo também diminuiu (o desvio padrão diminui de m 3 /mês para m 3 /mês), o que mostra um melhor controle do consumo de água. Vale ressaltar que os hospitais universitários não estão contabilizados neste gráfico, pois, são unidades consideradas à parte. Figura 5 Consumo de água da UFBA* do período de 1998 a 2009 (UFBA, 2009) *Campi de Salvador-BA, com exceção dos hospitais universitários.

7 A Universidade Federal da Bahia faz parte do programa de expansão das Universidades Federais que vem sendo executado no Brasil, denominado REUNI. Através deste programa, a UFBA teve um aumento em toda sua estrutura, em 2003 a UFBA oferecia vagas em 63 cursos de graduação e alunos nos 57 cursos de pósgraduação, tal número em 2010 passou a ser de quase vagas em 113 cursos de graduação e alunos em 103 cursos de pós-graduação (ALMEIDA, 2010). Tal aumento deveria causar um grande aumento sobre o consumo de água da universidade, no entanto conforme se pode ver no gráfico acima, o consumo de água na UFBA permanece controlado e em patamares menores do ano de Além dos resultados a níveis econômicos e de eficientização das instalações prediais da UFBA, existe uma outra vertente que é a conscientização da população universitária e a inclusão social de bolsistas através do programa Permanecer, que é um programa de inclusão social realizado na UFBA que visa a permanência dos alunos na Universidade. O programa Aguapura participou de três edições deste programa e conseguimos manter uma média de 8 bolsistas por programa. Estes bolsistas atuam como multiplicadores dos conceitos e práticas para uso racional da água, através do acompanhamento do trabalho dos responsáveis por unidade(ru) e do desenvolvimento de trabalhos acadêmicos que têm por objetivo retratar e alertar toda a comunidade acerca do uso racional da água. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES: Os resultados obtidos durante o programa AGUAPURA foram significativos do ponto de vista ambiental, econômico e social: Redução do consumo de água (período de 1998 a 2000 era de m 3 /mês diminuiu para m 3 /mês em 2009); Diminuição do consumo específico que era 5,2 (m 3 /mês)/aluno praticados entre 2000 e 2003, melhorou para 1,7 (m 3 /mês)/aluno em 2009; Nota-se, também através da Figura 5, uma melhora no controle do consumo de água representada na diminuição na variabilidade do consumo: o desvio padrão que era de aproximadamente m3/mês em 1998 para m3/mês ao final de 2009; Ganhos econômicos (redução da conta de água em 2 milhões de reais por ano). Colaboração com a permanência dos estudantes na Universidade através do programa permanecer Disseminação dentro da Universidade de práticas para adoção de um consumo consciente e uso racional da água. O aumento da produtividade e eficiência ambiental comprovado pelo sistema VIANET demonstra a eficácia e eficiência do programa AGUAPURA da UFBA. Além da contribuição fornecida pelo programa à UFBA, o sistema VIANET é de livre acesso ao público, o que possibilita o monitoramento do consumo de água em qualquer residência, prédio ou empreendimento que se cadastre no sistema. É livre a inserção de residências e pequenos estabelecimentos comerciais e a inscrição pode ser feita através do site do programa ( Este sistema também têm se mostrado eficiente como repositório e base de dados para projetos de pesquisa e trabalhos técnicos e científicos que envolvam caracterização do consumo de água e perfil do consumo de água em edificações públicas e privadas. O programa AGUAPURA, através de uma gestão descentralizada do consumo de água e uma metodologia barata, eficiente e educativa alcançou resultados positivos na redução e no controle do consumo de água na UFBA. REFERÊNCIAS: 1. AJAX. AJAX - Asynchronous Javascript And XML Disponível em: Acessado em: 28 abr ALMEIDA, Naomar de. O Ciclo Virtuoso da UFBA. A TARDE, Jornal. 04 Mai CEBDS. Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável. Disponível em: Acesso em: 15 abr DOMPDF. The PHP5 HTML to PDF Converter. Disponível em: Acessado em: 29 abr EMBASA. Empresa Baiana de Águas e Saneamento S.A.. Disponível em: Acessado em: 14 abr

8 6. GONÇALVES, Ricardo Franci; JORDÃO, Eduardo Pacheco. In: PROSAB. Programa de Pesquisa em Saneamento Básico. Uso Racional de Água e Energia: Conservação de água e energia em sistemas prediais e públicos de abastecimento de água. Vitória, ES. Editora ABES, Volume 5, cap IDEC. Consumo sustentável: Manual de educação. IDEC JQUERY. The Write Less, Do More Javascript Library. Disponível em: Acessado em: 29 abr LANGPOP Programming Language Popularity. Disponível em: Acessado em: 28 abr MELLO, M. C. A.; NASCIMENTO, L. F. Produção Mais Limpa: Um impulso para a inovação e a obtenção de vantagens competitivas. In: XXII Encontro Nacional de Engenharia de Produção, 2002, Paraná. 11. MYSQL. Mysql.COM Disponível em: Acessado em: 28 abr NAKAGAWA, A. K. (2009). Caracterização do consumo de água em prédios públicos: o caso da UFBA. Dissertação de Mestrado Profissional em Gerenciamento e Tecnologias Ambientais no Processo Produtivo (MEPLIM). Departamento de Engenharia Ambiental. Universidade Federal da Bahia. 13. PHPMAILER Biblioteca para geração e gestão de mensagens por correio eletrônico Disponível em: Acessado em: 28 abr Programa AGUAPURA. Programa de uso racional da água. Disponível em: Acesso em: 23 mar REBOUÇAS, A. da C. Uso inteligente da água. São Paulo, SP: Escrituras Editora, 207p, REUNI. Relatório de primeiro ano. Disponível em: Acessado em: 29 abr SAD. Superintendência administrativa da Universidade Federal da Bahia. Relatório anual de consumo de água, SWFUPLOADER. A small Javascript/Flash library to Upload Files. Disponível em: Acessado em: 29 abr W3C. World Wide Web Consortium. Disponível em: Acessado em: 29 abr W3SCHOOLS. Web Statistics and Trends at W3Schools.COM Disponível em: Acessado em: 29 abr XAJAX. Xajax PHP Class Library Disponível em: Acessado em: 29 abr