PESQUISA DE VAZAMENTOS OU REDUÇÃO DE PRESSÃO? COMO INVESTIR NA REDUÇÃO DE PERDAS FÍSICAS

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1 PESQUISA DE VAZAMENTOS OU REDUÇÃO DE PRESSÃO? COMO INVESTIR NA REDUÇÃO DE PERDAS FÍSICAS Guaraci Loureiro Sarzedas (1) Formado em Engenharia Civil, pela Universidade Mackenzie, São Paulo - SP, em 1984 e em Administração, pela Universidade Ibirapuera, em Gerente da Divisão de Planejamento Técnico de Água e Esgotos da FOTOGRAFIA Distribuição, vice-presidência Metropolitana de Distribuição - SABESP. NÃO Arnaldo Nobrega Ramos Formado em Engenharia Civil, pela UNIP, São Paulo - SP, em DISPONÍVEL Engenheiro da Divisão de Planejamento Técnico de Água e Esgotos da Distribuição. Suely Matsuguma Formada em Engenharia Civil, pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e especialização em Engenharia de Controle da Poluição Ambiental, pela Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo. Engenheira da Divisão de Planejamento Técnico de Água e Esgotos da Distribuição. Endereço (1) : Rua Vieira de Moraes, Bloco 4 - apto Campo Belo - São Paulo - SP - CEP: Brasil - Tel: (011) sabesmpo@sysnetway.com.br RESUMO Dentro do programa de controle de perdas, diversas ações vem sendo utilizadas, visando a diminuição da parcela de perdas físicas, que muitas vezes tem sido subdimensionada. Entre outras ações, destacamos as relacionadas a seguir como sendo as mais importantes: Pesquisa e reparo de vazamentos não visíveis; Programas de redução de pressões; Redução no tempo de reparo de vazamentos; e Remanejamento e/ou reabilitação de redes de distribuição. Em nome do bom uso dos limitados recursos que comumente são destinados a essas finalidades, o desenvolvimento de uma metodologia que crie uma ferramenta que permita uma rápida resposta em termos de definição da melhor alocação dessas verbas, e que possibilite a verificação do real custo/benefício de cada atividade, viria trazer clareza e consistência nas decisões futuras. Para isso a SABESP realizou este trabalho, definindo uma metodologia de forma a possibilitar a criação de um ranking, inicialmente aplicado nos 20 setores de abastecimento considerados mais críticos, em termos de perdas físicas, da Região Metropolitana de São Paulo, visando a priorização de recursos. PALAVRAS-CHAVE: Abastecimento, Água, Controle de Perdas, Redução de Pressão, Pesquisa de Vazamentos. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1451

2 INTRODUÇÃO O Programa Interno de Redução de Perdas em desenvolvimento pela Sabesp encontra-se em pleno curso no combate às perdas físicas com a aplicação de pesquisas de vazamentos não visíveis e projetos de controle e redução de pressão na rede de distribuição. Tão importante quanto a redução do índice de perdas é a priorização das ações de combate antes de suas aplicações, visando a correta alocação de recursos em busca de maiores benefícios. O trabalho aqui apresentado, elaborado pela Vice Presidência Metropolitana de Distribuição, visou três objetivos básicos: - implementação de novos conceitos para subsidiar a tomada de decisões nas ações de redução de perdas físicas, com ênfase na análise custo/benefício; - aplicação do conceito de análise econômica em 20 setores de abastecimento da RMSP; e - metodologia para aplicação do estudo de priorização para os demais setores de abastecimento. DADOS BÁSICOS DA VICE-PRESIDÊNCIA METROPOLITANA DE DISTRIBUIÇÃO DA SABESP - M A M compõem no município de São Paulo, 56 (cinqüenta e seis) setores de abastecimento sendo que 6 (seis) deles estão divididos entre duas unidades de negócio, quais sejam: Brooklin, Cidade Vargas e Jabaquara (Centro e Sul); Capão Redondo e Capela do Socorro (Sul e Oeste); e Casa Verde (Centro e Norte); e mais 34 (trinta e quatro) municípios, perfazendo cerca de 90 setores de abastecimento. Em todas unidades de negócio uma das atividades para redução de perdas mais intensamente desenvolvida é a pesquisa e reparo de vazamentos. O efeito desta ação traduz-se em dois fatores decorrentes da redução das perdas físicas: decréscimo dos volumes entregues aos setores de abastecimento não sujeitos a qualquer tipo de rodízio, e diminuição dos rodízios e intermitência ainda praticados em determinados setores de abastecimento. Com base no Relatório Executivo de Atividades de Agosto/97 os dados cadastrais da M apresentavam as seguintes médias mensais: Ligações de Água: un. Reparos de Vazamentos: un. Prolongamento de Rede de Água: m 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1452

3 Índice de Perdas da RMSP (índice de perdas da distribuição) Jan/97: 39,10 % Fev/97: 36,11 % Mar/97: 36,68 % Abr/97: 39,24 % Mai/97: 39,75 % Jun/97: 39,96 % Jul/97: 39,97 % Posição do Cadastro (Agosto/97) Ligações de Água: Rede de Água: Economias de Água: un ,72 km un Resultados dos Serviços de Pesquisa de Vazamentos Conforme dados disponíveis, desde 1993, a Sabesp vem contratando serviços de pesquisa de vazamentos não-visíveis cujos resultados são resumidos a seguir. 0,85 a 1,47 vazamentos por km de rede pesquisada; 85% em ramais prediais e 15% em rede; em regiões com predomínio de pressões em torno de 40 m.c.a a taxa de vazamentos estimada oscilou em torno de 1,29 m 3 /h.km; em regiões onde mais de 50% da rede tem pressão superior a 60 m.c.a a taxa foi de 2,36 m 3 /h.km e perda média por vazamento variou de 1,28 a 1,54 m 3 /h.vazamento. METODOLOGIA Os 20 setores objetos de estudo foram selecionados em função de quatro indicadores básicos: 1. Maiores volumes perdidos e índice de perdas; 2. Maiores volumes perdidos por ligação; 3. Maiores volumes perdidos por extensão de rede; e 4. Maiores índices de ocorrência de vazamentos. Considerou-se também setores com ocupação mista, ou seja, setores que contenham ligações residenciais, comerciais, industriais e públicas. Além destes, um 5 0 indicador - volume perdido por economia - também foi considerado importante para análise e seleção dos setores, no entanto, o dado de número de economias por setor de abastecimento não foi obtido em tempo hábil para sua utilização. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1453

4 Apesar disto, análise similar pôde ser feita com o dado de número de ligações por setor de abastecimento através do percentual do volume perdido em relação ao volume entregue por ligação. Embora o indicador No.1 - Maiores volumes perdidos e índice de perdas tenha sido de extrema importância na seleção dos setores, ele não é primordial, uma vez que tais perdas poderão ser não-físicas. Portanto, os índices de ocorrência de vazamentos foram considerados prioritários, desde que em setores com participação considerável da RMSP. Em conjunto com as informações de vazamentos detectados e pesquisa de vazamentos não-visíveis, foram compilados e analisados os quantitativos de volumes entregues, micromedidos e perdidos por ligação de cada um dos setores de abastecimento, resultando na escolha dos 20 setores mais representativos. Os setores selecionados estão apresentados na Tabela 1. Tabela 1 - Setores de Abastecimento Selecionados. Setores Volume Entregue Volume Microm. Volume Perdido Vol.perdido por ligação Vol.perdido por ext.rede No.Vaz. Reparados (m3) (m3) (m3) (m3/lig.dia) (m3/km.h) (vaz/km/mês) Americanópolis ,68 4,68 2,12 Artur Alvim ,66 3,70 1,27 Brasilândia ,65 4,20 2,07 Brooklin ,33 7,22 1,59 Butantã ,14 5,09 0,94 Cachoeirinha ,56 3,61 1,87 Capão Redondo ,36 2,05 1,45 Edu Chaves ,84 6,04 1,57 Guaianazes ,29 3,77 3,33 Itaquera ,46 2,70 1,44 Jaraguá ,75 6,57 2,83 Mooca ,37 3,13 0,86 Morumbi ,04 4,22 0,85 Sacomã ,70 5,21 2,04 Santana ,79 7,09 2,36 São Miguel Pta ,04 5,38 1,16 Sapopemba ,52 5,08 2,26 Shangri-lá ,58 5,79 - Vila Alpina ,61 4,35 1,95 Carapicuíba ,69 4,26 2,98 Sub-total ,70-1,75 20 setores/rmsp 45 % 43,7 % 47,5 % Total RMSP ,60 O software utilizado para análise econômica das atividades de redução de pressão e pesquisa de vazamentos não visíveis nos 20 setores selecionados, denominado CELLORI, foi desenvolvido pelo Eng. Allan Lambert da Empresa Watertight Solutions da Inglaterra. O Cellori é um programa para cálculo da freqüência econômica de pesquisas regulares de vazamentos; além disso, avalia também o benefício obtido pela redução de pressão no setor com o mesmo investimento/custo das pesquisas. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1454

5 Esse software tem o sistema operacional em ambiente Windows-Excel e é de fácil utilização. Vale ressaltar que esta versão do Cellori foi adaptada para receber as informações na forma em que são disponibilizadas na SABESP. Tais informações são referentes a índice de perdas e dados de pesquisas e reparos de vazamentos. Os serviços de medições de campo foram efetuados utilizando-se dataloggers de pressão nos pontos representativos da pressão média noturna e nos pontos críticos de cada setor de abastecimento por um período mínimo de 24 horas (não foram considerados os dias em que houve falta de abastecimento). A confiabilidade dos dados de entrada é de grande importância para a análise Cellori, visto que todos os cálculos para obtenção da freqüência econômica de pesquisa são em função dos dados cadastrais dos setores, vazamentos reparados e vazamentos detectados na pesquisa acústica. As análises Cellori efetuadas para os vinte setores em estudo consideraram as perdas físicas reais do setor como sendo 60% das perdas totais. Este percentual foi determinado em função da sensibilidade dos técnicos da Sabesp na operação do sistema, uma vez que o programa de perdas começou suas ações no combate às perdas não físicas e o Programa de Águas Não Faturadas desenvolvido pela empresa francesa Lyonnaise Des Eaux LYSA, para a SABESP, em 1993, quantificou as perdas físicas em 50%. Por este motivo, o resultado obtido quanto às perdas físicas calculadas pelo Cellori deve ser considerada satisfatória desde que esteja dentro da faixa aceitável de mais ou menos 15% das perdas físicas reais. Nos casos excepcionais como os setores Sacomã e Vila Alpina, conhecidos como setores com alta incidência de vazamentos, este percentual foi considerado de 70%. Do total de 20 setores analisados, 11 deles apresentaram análise através do Cellori sem calibração, ou seja, os dados de entrada e os índices padrões não foram modificados dentro da faixa de 15%. Os demais setores sofreram ajustes, que variaram caso a caso, no fator das condições de infra-estrutura - FCI e N1 oscilando na faixa de 15% e na duração média de localização e reparo do vazamento dentro da faixa aceitável (1 a 7 dias). Para efeito de exemplo, apresentamos, na Figura 1, a planilha referente ao setor Americanópolis. O resumo dos resultados obtidos nas análises Cellori dos setores são apresentados na Tabela o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1455

6 Figura 1: Planilha Exemplo do Software Cellori. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1456

7 Tabela 2 - Resultados obtidos da análise do Cellori. Setores Benefício da pesquisa Frequência Redução de Pressão (mca) Confiabi Presente (R$ custo) Diretriz econômica (R$ custo) (R$ benefício) Americanópolis Artur Alvim Brasilândia Brooklin Butantã Cachoeirinha Carapicuíba Capão Redondo Edu Chaves Guaianazes Itaquera Jaraguá Moóca Morumbi Sacomã Santana São Miguel Pta Sapopemba Shangri-lá Vila Alpina Econômica da Pesquisa (mês) Pressão Necessária (mca) Pressão Média Noturna Ponto Crítico (máxima) lidade dos dados de entrada 2,2 16,40 47,90 28,00 Muito boa 4,3 8,40 36,00 21,00 Boa 3,1 15,00 31,79 22,30 Ruim 1,3 26,00 40,00 45,90 Regular 2,0 29,90 49,30 18,00 Boa 4,8 19,50 39,5 32,80 Ruim 2,6 14,20 47,70 27,00 Boa 3,0 13,45 27,95 19,00 Boa 2,7 25,90 38,60 19,00 Ruim 2,7 3,20 27,20 39,70 Boa 3,9 7,80 35,00 30,10 Boa 2,6 27,30 55,00 23,10 Regular 1,9 14,00 32,60 25,00 Muito boa 1,9 33,00 50,00 18,00 Regular 1,3 41,90 61,90 34,00 Boa 2,4 24,70 69,70 28,60 Ruim 1,9 21,50 29,00 19,10 Regular 1,6 25,00 62,00 34,00 Boa 2,9 28,50 43,00 38,00 Ruim 2,1 33,30 51,70 25,00 Ruim 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1457

8 Para estabelecimento do Ranking dos setores e aplicação das ações de combate às perdas físicas foi adotada a seguinte metodologia: 1 o ) Estabelecimento do ranking pela relação Benefício/Custo. Aqueles setores que obtiveram maior relação benefício/custo situaram-se acima no ranking. 2 o ) Estabelecimento do ranking em termos de confiabilidade dos dados de entrada. Os setores onde os dados de entrada disponíveis foram mais confiáveis situaramse acima no ranking. 3 o ) Estabelecimento do Ranking Final. Para estabelecimento do ranking final consideramos que a confiabilidade dos dados tenham a seguinte graduação: 1 - Muito boa; 2 - Boa; 3 - Regular e 4 - Ruim. A divisão da relação benefício/custo pela graduação da confiabilidade dos dados gerou a pontuação para definição do ranking final, apresentado na Tabela 3. Tabela 3 - Ranking Final. Setores Benefício da pesquisa Relação Redução de Pressão (mca) Confiabi Ranking Custo Benefício Ben./Custo Final (R$) (R$) Dir.Eco(A) (A/B) Pressão Necessária (mca) Pressão Média Noturna Ponto Crítico (máxima) lidade dados Peso (B) Americanópolis ,3 16,40 47,90 28,00 1 3,32 Jaraguá ,5 27,30 55,00 23,10 3 2,84 Shangri-lá ,8 28,50 43,00 38,00 4 2,69 Edu Chaves ,2 25,90 38,60 19,00 4 2,54 Sacomã ,9 41,90 61,90 34,00 2 2,46 Butantã ,9 29,90 49,30 18,00 2 2,46 Cachoeirinha ,3 19,50 39,5 32,80 4 2,07 Moóca ,0 14,00 32,60 25,00 1 1,99 Morumbi ,4 33,00 50,00 18,00 3 1,80 São Miguel Pta ,3 21,50 29,00 19,10 3 1,77 Brooklin ,8 26,00 40,00 45,90 3 1,61 Sapopemba ,2 25,00 62,00 34,00 2 1,59 Vila Alpina ,2 33,30 51,70 25,00 4 1,55 Carapicuíba ,1 14,20 47,70 27,00 2 1,55 Santana ,0 24,70 69,70 28,60 4 1,51 Brasilândia ,7 15,00 31,79 22,30 4 1,43 Capão Redondo ,8 13,45 27,95 19,00 2 1,39 Artur Alvim ,9 8,40 36,00 21,00 2 0,97 Itaquera ,9 7,80 35,00 30,10 2 0,94 Guaianazes ,0 3,20 27,20 39,70 2 0,49 Para estabelecer a priorização das atividades de combate às perdas físicas, redução de pressão e pesquisa de vazamentos, foram analisados dois pontos: a. Freqüência de pesquisa: verificou-se se a freqüência atual de pesquisa satisfaz a freqüência econômica. Nos casos em que a pesquisa atual foi satisfatória, recomendou-se manter a freqüência presente. Nos casos em que não foi satisfatória, propôs-se priorizar e ampliar a pesquisa de vazamentos dentro dos padrões possíveis de recursos disponíveis. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1458

9 b. Redução de pressão: em todos os setores com potencial para redução de pressão e que ainda não apresentam estudo de implementação de VRP s, a recomendação foi que esta atividade seja priorizada. Nos setores onde já foram iniciados os projetos de controle de pressão, sugeriu-se dar continuidade a atividade em andamento. Esta atividade só não foi sugerida nos setores sem potencial para redução de pressão. A priorização das atividades recomendada para os 20 setores de maneira geral foi uma aplicação mista das duas atividades acima, pois a pesquisa de vazamentos sempre deverá ser mantida, ampliada ou até mesmo reduzida (se a freqüência atual de pesquisa for maior que a econômica), e a redução de pressão no setor é uma atividade de retorno rápido do investimento e só não será aplicada em setores sem potencial para a redução de pressão. Na Tabela 4 é apresentada um resumo dos resultados obtidos das análises Cellori dos setores (freqüência econômica de pesquisa e redução de pressão necessária para obter o mesmo benefício das pesquisas) e a priorização destas atividades segundo a seguinte simbologia: - CPP: Controle de Pressão Prioridade - CPC: Controle de Pressão Continuar - PVP: Pesquisa de Vazamentos Prioridade - PVM: Pesquisa de Vazamentos Manter freqüência atual - PVA: Pesquisa de Vazamentos Ampliar freqüência atual Tabela 4 Priorização das Atividades de Combate às Perdas Físicas. Setores Frequência econômica Redução de pressão Pressão Medida Recomendação Observação pesquisa (mês) necessária (mca) PMNS (mca) PC (mca) Americanópolis 2,2 16,40 47,90 28,00 CPP e PVM Iniciado projeto de CP Jaraguá 2,6 27,30 55,00 23,10 CPC e PVP Iniciado projeto de CP Shangri-lá 2,9 28,50 43,00 38,00 CPP e PVP Edu Chaves 2,7 25,90 38,60 19,00 CPC e PVP Iniciado projeto de CP Sacomã 1,3 41,90 61,90 34,00 CPC e PVA Iniciado projeto de CP Butantã 2,0 29,90 49,30 18,00 CPC e PVA Iniciado projeto de CP Cachoeirinha 4,8 19,50 39,50 32,80 CPC e PVA Iniciado projeto de CP Moóca 1,9 14,00 32,60 25,00 CPC e PVM Morumbi 1,9 33,00 50,00 18,00 CPC e PVA Iniciado projeto de CP São Miguel 1,9 21,50 29,00 19,10 CPC e PVA Iniciado projeto de CP Brooklin 1,3 26,00 40,00 45,90 CPP e PVM Sapopemba 1,6 25,00 62,00 34,00 CPC e PVM Iniciado projeto de CP Vila Alpina 2,1 33,30 51,70 25,00 CPP e PVA Carapicuíba 2,6 14,20 47,70 27,00 CPP e PVM Santana 2,4 24,70 69,70 28,60 CPC e PVA Iniciado projeto de CP Brasilândia 3,1 15,00 31,79 22,30 CPC e PVP Iniciado projeto de CP Capão Redondo 3,0 13,45 27,95 19,00 PVA Artur Alvim 4,3 8,40 36,00 21,00 CPC e PVA Iniciado projeto de CP Itaquera 3,9 7,80 35,00 30,10 CPC Iniciado projeto de CP Guaianazes 2,7 3,20 27,20 39,70 CPP 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1459

10 PROPOSTA PARA IMPLEMENTAÇÃO GLOBAL Para implementação global da priorização e aplicação das atividades de redução de pressão e pesquisa de vazamentos não visíveis propõem-se inicialmente um refinamento da análise dos 20 setores em estudo buscando sanar o problema da inconfiabilidade dos dados conforme já descrito anteriormente. Posteriormente, o ranking deverá ser estabelecido para os demais setores da RMSP adotando uma metodologia similar à metodologia aplicada para os 20 setores objeto deste estudo. 1. Inicialmente deverá ser diagnosticada a situação do programa de redução de perdas para cada setor de abastecimento. O levantamento dos dados será referente a: Dados cadastrais dos setores de abastecimento: número de ligações, número de economias, população, extensão de rede (primária e distribuição) e volume de reservação existente; Volumes entregues, micromedidos e índice de perdas dos setores no período de 1 ano; Informações sobre a pesquisa acústica de vazamentos não visíveis (vazamentos detectados em rede e ramal separadamente e extensão de rede pesquisada). O ideal é a obtenção do número de novos vazamentos ocorridos após uma repesquisa na rede. Assim o dado obtido refletirá a real ocorrência de vazamentos por mês; Informações sobre os serviços executados de reparo de vazamentos visíveis e não visíveis e tempo de execução do reparo para o período de 1 ano se possível. Conforme já comentado anteriormente, esta informação é atualmente compilada por Divisão Operacional, no entanto, é possível de ser levantada por Setor de Abastecimento através do sistema informatizado SIGAO. Ressalta-se a necessidade de que tal providência seja tomada a fim de obter maior consistência nos dados de entrada do software Cellori; Levantamento das cotas máxima e mínima das zonas de pressão de cada setor e o percentual que cada zona abrange da área do setor para identificação dos pontos médio e crítico dos setores. 2. Posteriormente, deverão ser efetuadas as medições de pressão em cerca de 3 pontos médios de cada zona de pressão do setor para garantir exatidão na pressão média noturna. As medições deverão ser de um período mínimo de 7 dias. Também deverão ser efetuadas medições de pressões em 2 ou 3 pontos críticos para avaliar qual a pressão disponível no ponto crítico para redução de pressão. 3. E, finalmente, a análise Cellori será efetivada com a introdução dos dados levantados no diagnóstico e das pressões medidas nos pontos médios dos setores e, a partir dos resultados obtidos de custo/benefício, deverá ser estabelecido o ranking dos setores. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1460

11 CONCLUSÕES Como o objetivo deste trabalho foi criar uma metodologia, verificamos que há muita coisa a melhorar para se refinar os resultados desejados, a começar pelo modo de obter algumas informações, como a extensão de rede de cada setor. A sua utilização deve ser um processo contínuo, pois as ações tomadas irão modificar a situação do setor de abastecimento, resultando em novos dados para alimentar uma nova planilha que irá definir novos rumos, e assim sucessivamente. No início a redução de pressão pode ser a melhor solução, mas após ela ser reduzida a freqüência de pesquisa de vazamentos será o ponto chave. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. LAMBERT, ALLAN et al. Managing Water Leakage Financial Times Business Limited. 2. DEB, ARUN K. et al. Distribution System Performance Evaluation American Water Works Association. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1461