Abastecimento de água

Transcrição

1 Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água Abastecimento de água Guia do profissional em treinamento Nível 1

2 Promoção Rede de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental - ReCESA Realização Núcleo Sudeste de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental - NUCASE Instituições integrantes do Nucase Universidade Federal de Minas Gerais (líder) Universidade Federal do Espírito Santo Universidade Federal do Rio de Janeiro Universidade Estadual de Campinas Financiamento Financiadora de Estudos e Projetos do Ministério da Ciência e Tecnologia Fundação Nacional de Saúde do Ministério da Saúde Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental do Ministério das Cidades Apoio organizacional Programa de Modernização do Setor Saneamento-PMSS Comitê gestor da ReCESA Ministério das Cidades; Ministério da Ciência e Tecnologia; Ministério do Meio Ambiente Ministério da Educação; Ministério da Integração Nacional; Ministério da Saúde; Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico Social (BNDES); Caixa Econômica Federal (CAIXA); Comitê consultivo da ReCESA Associação Brasileira de Captação E Manejo de Água de Chuva ABCMAC Associação Brasileira de Engenharia Sanitária E Ambiental ABES Associação Brasileira de Recursos Hídricos ABRH Associação Brasileira de Resíduos Sólidos E Limpeza Pública ABLP Associação das Empresas de Saneamento Básico Estaduais AESBE Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento ASSEMAE Conselho de Dirigentes dos Centros Federais de Educação Tecnológica Concefet Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura E Agronomia CONFEA Federação de Órgão Para A Assistência Social E Educacional FASE Federação Nacional dos Urbanitários FNU Fórum Nacional de Comitês de Bacias Hidrográficas Fncbhs Fórum Nacional de Pró-Reitores de Extensão das Universidades Públicas Brasileiras Forproex Fórum Nacional Lixo E Cidadania L&C Frente Nacional Pelo Saneamento Ambiental FNSA Instituto Brasileiro de Administração Municipal IBAM Organização Pan-Americana de Saúde OPAS Programa Nacional de Conservação de Energia Procel Rede Brasileira de Capacitação Em Recursos Hídricos Cap-Net Brasil Parceiros do Nucase Cedae/RJ - Companhia Estadual de Águas e Esgotos do Rio de Janeiro Cesan/ES - A Companhia Espírito Santense de Saneamento Comlurb/RJ - Companhia Municipal de Limpeza Urbana Copasa Companhia de Saneamento de Minas Gerais DAEE - Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo DLU/Campinas - Departamento de Limpeza Urbana da Prefeitura Municipal de Campinas Fundação Rio-Águas Incaper/Es - O Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural IPT/SP - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo PCJ - Consórcio Intermunicipal das Bacias dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí SAAE/Itabira - Sistema Autônomo de Água e Esgoto de Itabira MG. SABESP - Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo SANASA/Campinas - Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento S.A. SLU/PBH - Serviço de Limpeza Urbana da prefeitura de Belo Horizonte Sudecap/PBH - Superintendência de desenvolvimento da capital da prefeitura de Belo Horizonte UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto UFSCar - Universidade Federal de São Carlos UNIVALE Universidade Vale do Rio Doce

3 Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água Abastecimento de água Guia do profissional em treinamento Nível 1

4 A118 Abastecimento de água : gerenciamento de perdas de água e de energia elétrica em sistemas de abastecimento de água : guia do profissional em treinamento : nível 1 / Ministério das Cidades. Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental (org.). Brasília : Ministério das Cidades, p. Nota: Realização do NUCASE Núcleo Sudeste de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental (Conselho Editorial Temático: Valter Lúcio de Pádua; Bernardo Arantes do Nascimento Teixeira; Edumar Coelho; Iene Christie Figueiredo). 1. Saneamento Administração. 2. Abastecimento de água Aspectos econômicos. 3. Abastecimento de água Consumo. 4. Energia elétrica consumo. I. Brasil. Ministério das Cidades. Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental. II. Núcleo Sudeste de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental. Catalogação da Fonte : Ricardo Miranda CRB/ Conselho editorial temático CDD Valter Lúcio de Pádua UFMG Bernardo Arantes do Nascimento Teixeira UFSCAR Edumar Coelho UFES Iene Christie Figueiredo UFRJ UFBA Universidade Federal da Bahia UFC Universidade Federal do Ceará UFPB Universidade Federal da Paraíba UFPE Universidade Federal de Pernambuco Profissionais que participaram da elaboração deste guia Professor Milton Tomoyuki Tsutiya (conteudista) Consultores: Thiago Borges Gomes Moreira (conteudista) l Izabel Chiodi Freitas (validadora) Bolsistas: Luiza Clemente Cardoso l Thiago Borges Gomes Moreira Créditos José Antônio França Marques José Reinolds Cardoso de Melo Patrícia Campos Borja Consultoria pedagógica Cátedra da Unesco de Educação a distância FaE/UFMG Juliane Correa l Sara Shirley Belo Lança Projeto gráfico e diagramação Marcos Severo l Rachel Barreto l Romero Ronconi É permitida a reprodução total ou parcial desta publicação, desde que citada a fonte.

5 Apresentação da ReCESA A criação do Ministério das Cidades no Governo do Presidente Luiz Inácio Lula da Silva, em 2003, permitiu que os imensos desafios urbanos passassem a ser encarados como política de Estado. Nesse contexto, a Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental (SNSA) inaugurou um paradigma que inscreve o saneamento como política pública, com dimensão urbana e ambiental, promotora de desenvolvimento e de redução das desigualdades sociais. Trata-se de uma concepção de saneamento em que a técnica e a tecnologia são colocadas a favor da prestação de um serviço público e essencial. A missão da SNSA ganhou maior relevância e efetividade com a agenda do saneamento para o quadriênio , haja vista a decisão do Governo Federal de destinar, dos recursos reservados ao Programa de Aceleração do Crescimento PAC, 40 bilhões de reais para investimentos em saneamento. Nesse novo cenário, a SNSA conduz ações em capacitação como um dos instrumentos estratégicos para a modificação de paradigmas, o alcance de melhorias de desempenho e da qualidade na prestação dos serviços e a integração de políticas setoriais. O projeto de estruturação da Rede de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental ReCESA constitui importante iniciativa nessa direção. A ReCESA tem o propósito de reunir um conjunto de instituições e entidades com o objetivo de coordenar o desenvolvimento de propostas pedagógicas e de material didático, bem como promover ações de intercâmbio e de extensão tecnológica que levem em consideração as peculiaridades regionais e as diferentes políticas, técnicas e tecnologias visando capacitar profissionais para a operação, manutenção e gestão dos sistemas de saneamento. Para a estruturação da ReCESA foram formados núcleos regionais e um comitê gestor, em nível nacional. Por fim, cabe destacar que o projeto ReCESA tem sido bastante desafiador para todos nós, que constituímos um grupo predominantemente formado por profissionais da engenharia, que compreendeu a necessidade de agregar outros olhares e saberes, ainda que para isso tenha sido necessário contornar todos os meandros do rio, antes de chegar ao seu curso principal. Comitê Gestor da ReCESA

6 Nucase Nurene O Núcleo Sudeste de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental Nucase tem por objetivo o desenvolvimento de atividades de capacitação de profissionais da área de saneamento, nos quatro estados da Região Sudeste do Brasil. O Nucase é coordenado pela Universidade Federal de Minas Gerais UFMG, tendo como instituições co-executoras a Universidade Federal do Espírito Santo UFES, a Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ e a Universidade Estadual de Campinas Unicamp. Atendendo aos requisitos de abrangência temática e de capilaridade regional, as universidades que integram o Nucase têm como parceiros, em seus estados, prestadores de serviços de saneamento e entidades específicas do setor. O Núcleo Regional Nordeste Nurene tem por objetivo o desenvolvimento de atividades de capacitação de profissionais da área de saneamento, em quatro estados da Região Nordeste do Brasil: Bahia, Ceará, Paraíba e Pernambuco. O Nurene é coordenado pela Universidade Federal da Bahia (UFBA), tendo como instituições co-executoras a Universidade Federal do Ceará (UFC), a Universidade Federal da Paraíba (UFPB) e a Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). O Nurene espera que suas atividades possam contribuir para a alteração do quadro sanitário do Nordeste e, conseqüentemente, para a melhoria da qualidade de vida da população dessa região marcada pela desigualdade social. Coordenadores Institucionais do Nucase Coordenadores Institucionais do Nurene

7 Apresentação da coletânea de guias A coletânea de materiais didáticos produzidos pelo Nucase é composta de 42 guias que serão utilizados em oficinas de capacitação para profissionais que atuam na área do saneamento. São seis guias que versam sobre o manejo de águas pluviais urbanas, doze relacionados aos sistemas de abastecimento de água, doze sobre sistemas de esgotamento sanitário, nove que contemplam os resíduos sólidos urbanos e três que têm por objeto temas que perpassam todas as dimensões do saneamento, denominados temas transversais. Para a elaboração deste guia, houve um compartilhamento de informações entre os núcleos Nucase e Nurene, que são parceiros neste projeto, sem, no entanto, desviar-se da proposta pedagógica que vem sendo adotada. Dentre as diversas metas estabelecidas pelo Nucase, merece destaque a produção dos Guias dos profissionais em treinamento, que servirão de apoio às oficinas de capacitação de operadores em saneamento que possuem grau de escolaridade variando do semi-alfabetizado ao nível superior. Os guias têm uma identidade visual e uma abordagem pedagógica que visa estabelecer um diálogo e a troca de conhecimentos entre os profissionais em treinamento e os instrutores. Para isso, foram tomados cuidados especiais com a forma de abordagem dos conteúdos, tipos de linguagem e recursos de interatividade. Equipe da central de produção de material didático CPMD

8 Abastecimento de água A série de guias relacionada ao abastecimento de água resultou do trabalho coletivo que envolveu a participação de dezenas de profissionais. Os temas que compõem esta série foram definidos por meio de uma consulta a companhias de saneamento, prefeituras, serviços autônomos de água e esgoto, instituições de ensino e pesquisa e profissionais da área, com o objetivo de se definirem os temas que a comunidade técnica e científica da Região Sudeste considera, no momento, os mais relevantes para o desenvolvimento do projeto Nucase. Este guia, em particular, teve seu texto técnico elaborado por uma equipe do Nurene e representa o primeiro trabalho totalmente em conjunto entre os dois núcleos regionais. Os temas abordados nesta série dedicada ao abastecimento de água incluem: Qualidade de água e padrão de potabilidade; Construção, operação e manutenção de redes de distribuição de água; Operação e manutenção de estações elevatórias de água; Operação e manutenção de estações de tratamento de água; Gerenciamento de perdas de água e de energia elétrica em sistemas de abastecimento de água; Amostragem, preservação e caracterização físico-química e microbiológica de águas de abastecimento; Gerenciamento, tratamento e disposição final de lodos gerados em ETAs. Certamente, há muitos outros temas importantes a serem abordados, mas considera-se que este é um primeiro e importante passo para que se tenha material didático, produzido no Brasil, destinado a profissionais da área de saneamento que raramente têm oportunidade de receber treinamento e atualização profissional. Coordenadores da Área Temática de Abastecimento de Água

9 Sumário 1 Introdução Eficiência energética e abastecimento de água Desafios da eficiência hidráulica e energética para o abastecimento de água Consumo de água e energia no Brasil Importância e origem das perdas de água e energia nos sistemas de abastecimento de água Uso eficiente de energia elétrica e água Procedimentos técnicos para o combate às perdas de água Educação para economia de água e energia Para você saber mais...56

10

11 Introdução Caro Profissional, Planejar, desenvolver, controlar e avaliar programas de combate a perdas de água e energia, abordando alternativas e procedimentos para financiamento sustentado dessas ações, são uma necessidade das prestadoras do serviço de abastecimento de água. As perdas e, conseqüentemente, o desperdício de água em sistemas de abastecimento de água no Brasil são muito altas e necessitam de redução. Quando fazemos a nossa parte, utilizando os recursos água e energia de maneira racional, estamos contribuindo para que nossos descendentes possam utilizá-los da mesma forma que nós. Além disso, com o combate ao desperdício, podemos economizar nas contas de água e luz. Você já experimentou os benefícios do combate ao desperdício em sua casa? Tente gastar menos água e menos energia elétrica. Você sentirá a diferença. Ajudar no combate a perdas em seu trabalho é tão bom para você quanto cuidar da economia em sua casa. Afinal, somos nós, usuários do sistema de abastecimento, que pagamos pelos gastos necessários ao tratamento e distribuição da água. Nos próximos dias, vamos discutir os seguintes conceitos-chave: 1. Eficiência energética e saneamento ambiental 2. Combate às perdas de água e energia Neste guia do profissional em treinamento estão os textos, atividades e outras informações que usaremos durante esta oficina. Esperamos que sua participação estimule a troca de experiências, desperte a consciência do papel social do seu trabalho e acrescente algo mais nos seus conhecimentos sobre a importância da redução de perdas de água e energia no setor de saneamento. E que esses conhecimentos sejam úteis para você como profissional, responsável pela água distribuída em sua cidade, e como cidadão, preocupado com a preservação do meio ambiente e com o bem-estar da população. Antes de seguirmos adiante, sugerimos que você faça a próxima atividade, refletindo um pouco sobre o abastecimento de água.

12 Para refletir Você já parou para pensar na quantidade de água e energia elétrica que desperdiçamos durante o dia? Várias atividades que realizamos estão diretamente relacionadas com esse desperdício, como: lavar calçadas com mangueiras, deixar lâmpadas acesas sem necessidade, manter o chuveiro ligado enquanto estamos nos ensaboando, torneiras abertas por muito tempo, entre outras. Não apenas nós, mas também os serviços de saneamento são responsáveis por desperdícios que poderiam ser evitados. Tais prejuízos podem ser de várias naturezas, entre elas: vazamento nos reservatórios e redes de distribuição, tubulações assentadas de maneira irregular, falta de manutenção nas redes, etc. Os sistemas de abastecimento de água operam, normalmente, com uma perda elevada, que é incompatível com uma gestão racional e eficiente de um serviço público e essencial, porém o desconhecimento das causas, dos componentes e da quantificação das perdas é o principal problema para definir ações eficientes de redução. Questões para discussão em grupo A prestadora de serviço de abastecimento de água em que você trabalha possui programa de redução de perdas de água e energia? Que modificações ou medidas foram realizadas para o combate às perdas? 12 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

13 A energia elétrica na prestadora de serviço de abastecimento de água em que você trabalha é utilizada de forma econômica? Cite algumas medidas adotadas para a economia de energia elétrica. Para você, qual a importância da economia de água e energia elétrica no seu trabalho e em sua casa? Quais medidas de economia de água e energia elétrica você costuma utilizar? Guia do profissional em treinamento - ReCESA 13

14 OBJETIVOS: - Identificar a relação existente entre as perdas de água e o consumo de energia elétrica. - Relembrar como a água e os recursos energéticos são utilizados em nosso planeta. - Discutir o problema das perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água. Eficiência energética e abastecimento de água A água, essencial ao surgimento e à manutenção da vida em nosso planeta, é indispensável para o desenvolvimento das diversas atividades humanas, e apresenta, por essa razão, valores econômicos, culturais e sociais. Além de dar suporte à vida, a água pode ser utilizada para o transporte de pessoas e mercadorias, geração de energia elétrica, produção e processamento de alimentos, diversos processos industriais, recreação e paisagismo, entre outros. As perdas de água têm relação direta com o consumo de energia, pois é necessário cerca de 0,6kWh para produzir 1,0 m³ de água potável. O Watt-hora (Wh) é a unidade normalmente utilizada para medição de energia elétrica. - Identificar os tipos de perdas em um sistema de abastecimento de água. O metro cúbico (m³) é a unidade utilizada para medição de volume. Em 1m³ cabem 1000 Litros de água. Você sabia que a unidade do watt recebeu o nome de James Watt por suas contribuições para o desenvolvimento do motor a vapor, e foi adaptada pelo segundo congresso da associação britânica para o avanço da ciência em 1889?... o aparelho de som gasta 1 kwh em 6 horas e 40 minutos, enquanto um banho no chuveiro elétrico na posição INVERNO gasta 1 kwh em 6 minutos? ( 14 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

15 Questões para discussão Em grupo, vamos responder às questões abaixo. Em seguida, iremos discuti-las para que possamos trocar experiências com os nossos colegas. Para vocês, o que é uma bacia hidrográfica? Quais medidas devem ser adotadas para evitar a falta de água em uma bacia hidrográfica? Quais fontes de energia elétrica você conhece? Bacia hidrográfica é uma área natural cujos limites são definidos pelos pontos mais altos do relevo. Esses pontos são chamados de divisores de água ou espigões dos montes ou montanhas. Dentro da bacia hidrográfica, a água da chuva é drenada superficialmente por um curso de água principal até sua saída, no local mais baixo do relevo. Esse local é chamado foz do curso de água. Fonte: Bacia Hidrográfica Guia do profissional em treinamento - ReCESA 15

16 Agora, iremos discutir os desafios da eficiência hidráulica e energética para o abastecimento de água. Participe da exposição: relate suas experiências, faça perguntas, tire dúvidas e procure identificar o que completa as respostas do exercício que você acabou de resolver. Desafios da eficiência hidráulica e energética para o abastecimento de água As elevadas perdas de água tornaram-se um dos maiores problemas dos sistemas de abastecimento de água brasileiros. Contribuem para tal situação, entre outros motivos, a baixa capacidade institucional e de gestão dos sistemas; a pouca disponibilidade de recursos para investimentos; a cultura do aumento da oferta e do consumo individual, sem preocupações com a conservação e o uso racional e as decisões pragmáticas de ampliação da carga hidráulica e extensão das redes até áreas mais periféricas dos sistemas, para atendimento aos novos usuários, sem os devidos estudos de engenharia. Quanto à energia elétrica, segundo a Eletrobrás/Procel, mais de 2% do consumo total de energia elétrica do Brasil são consumidos por prestadores de serviços de saneamento. As despesas com energia elétrica atingem, em média, 12,2% do gasto total das prestadoras dos serviços de abastecimento de água e de esgotamento sanitário. Você conhece a Eletrobrás e o Procel? A criação das Centrais Elétricas Brasileiras (Eletrobrás) foi proposta em 1954, pelo presidente Getúlio Vargas. O projeto enfrentou grande oposição e só foi aprovado após sete anos de tramitação no Congresso Nacional. A instalação da empresa ocorreu, oficialmente, no dia 11 de junho de O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica PROCEL foi criado em 1985 pelos Ministérios de Minas e Energia e da Indústria e Comércio, e gerido por uma Secretaria Executiva subordinada à Eletrobrás. Em 1991, o Procel foi transformado em Programa de Governo, tendo abrangência e responsabilidade ampliadas. A missão do Procel é promover a eficiência energética, contribuindo para a melhoria da qualidade de vida da população e eficiência dos bens e serviços, reduzindo os impactos ambientais. Para saber mais, acesse: 16 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

17 Tornar eficientes os usos de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento é necessidade e desafio. E o sucesso de qualquer programa de redução de perdas de água e energia depende de um sistema de gestão permanente e eficaz, que compreenda ações de base operacional, institucional, educacional e legal. Para discussão O que você considera de fundamental importância para que um programa de combate às perdas de água e do aumento do consumo de energia seja eficiente? Exponha as suas idéias para que possamos discuti-las. Para você, quais outros objetivos, além da redução de perdas de água e consumo de energia elétrica, esses programas de redução podem atingir? Relate suas experiências para que possamos discuti-las com os outros participantes. Á água no planeta Antes de continuarmos, vamos assistir a um vídeo? Procure se concentrar durante a exibição para que possamos discutir a principal mensagem que o vídeo nos transmite. Então, vamos começar? Bom filme! A água encontra-se disponível sob várias formas na natureza, cobrindo cerca de 70% da superfície do planeta. Na figura a seguir, podemos ver como é a distribuição das águas e a porcentagem de água salgada e doce presente no planeta. Guia do profissional em treinamento - ReCESA 17

18 Adaptado de: img/agua2.jpg. Distribuição da água na Terra O que podemos concluir com a observação da figura apresentada? Veremos, durante a oficina, qual a importância do uso racional da água. Antes de prosseguirmos, vamos discutir um tema muito importante: a escassez de água. Para discussão Sabemos que, em determinadas regiões do mundo, a falta de água é um grave problema enfrentado pela população. Para você, quais são as principais causas da escassez de água em uma região? Quais as conseqüências da falta de água? Por muito tempo, a água foi utilizada como se fosse um recurso abundante e infinito. Entretanto, com o aumento da população e o desenvolvimento da indústria, a escassez de água passou a ser mais sentida em diversas partes do mundo. Você sabia? Falta de acesso à água de boa qualidade e ao saneamento resulta em centenas de milhões de casos de doenças de veiculação hídrica e mais de 5 milhões de mortes a cada ano. Estima-se que entre 10 mil a 20 mil crianças morrem todos os dias, vítimas de doenças de veiculação hídrica. Mulheres e crianças, em muitos países em desenvolvimento, viajam em média de 10 a 15 km todos os dias, para obter água. Grande parte das internações hospitalares no Brasil se deve a doenças de veiculação hídrica. Abastecimento e saneamento adequados reduzem a mortalidade infantil em, aproximadamente, 50%. 18 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

19 As doenças associadas à falta de saneamento básico mataram no Brasil, em 1998, mais pessoas do que a AIDS. ( Situação dos serviços de água e esgoto no Brasil, Idec). Com a poluição de mananciais, novos produtos químicos devem ser adicionados à água para torná-la potável. ( Fonte: Fonte: images/spaceball.gif Seca A escassez de água atinge áreas de clima desfavorável e regiões altamente urbanizadas, como é o caso das principais áreas metropolitanas. Existem inúmeras medidas que, se forem tomadas, reduzirão o consumo de água. Entre as principais podemos citar: economia de água, para evitar o desperdício; saneamento básico, ou seja, tratamento dos esgotos domésticos; tratamento dos poluentes líquidos industriais para que possam ser reutilizados; projetos de irrigação que evitem o consumo exagerado; proteção dos mananciais das regiões de nascentes dos rios. Estamos vendo que o uso racional da água é muito importante para o futuro da humanidade. Mas, em muitos casos, nós somos os principais responsáveis pelos problemas relacionados com a água. Fonte: com/3004/ _fdbe278f75_o.jpg Poluição A poluição causada pelo homem, principalmente por esgotos domésticos e industriais e pela agricultura, é um dos vilões dessa história. Ainda fazem parte desse contexto os resíduos sólidos urbanos, que, em muitos casos, são jogados nas margens dos rios. Guia do profissional em treinamento - ReCESA 19

20 Esses dejetos gerados pelo ser humano poluem não apenas as águas superficiais, mas também as águas subterrâneas, impedindo que os rios sejam reabastecidos. Vimos que a Terra apresenta uma distribuição muito desigual da água salgada e da água doce. Então, você sabe como acontece a circulação da água no planeta? Isso mesmo! A água na Terra circula através do ciclo hidrológico. Fonte: Rebouças (2006). Volume de água em circulação na Terra (km³/ano) Po = precipitação nos oceanos; Eo = evaporação dos oceanos; Pc = precipitação nos continentes; Ec = evaporação nos continentes; Rr = descarga total dos rios; Rs = contribuição dos fluxos subterrâneos às descargas dos rios. As águas doces não estão distribuídas igualmente no planeta devido às diferenças climáticas e aos impactos de intervenções humanas, tais como construção de reservatórios, uso excessivo de águas subterrâneas, importação de água e transposição de água entre bacias hidrográficas. Antes de continuar, vamos assistir à apresentação do ciclo hidrológico na nossa bacia virtual? 20 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

21 Para refletir Assistimos à simulação do ciclo hidrológico e vimos as diferentes formas da água presente na natureza. Que fatores podem contribuir para uma possível falta de água doce? Vamos expor as nossas idéias e fazer uma reflexão sobre o assunto. Usos da água Sendo um bem precioso à nossa vida, a água pode ser utilizada para consumo humano, geração de energia elétrica, transporte de pessoas e mercadorias, produção e processamento de alimentos, processos industriais diversos e recreação e paisagismo. Entretanto, a água pode assimilar poluentes sendo essa, talvez, uma das aplicações menos nobres desse recurso tão essencial. Para discussão O consumo de água pelas atividades humanas varia de modo significativo entre as diversas regiões. Que outros usos da água você conhece? Fonte: images/spaceball.gif De acordo com cada tipo de uso, a água deve apresentar características físicas, químicas e biológicas que garantam a segurança dos usuários, a qualidade do produto final e a integridade dos componentes com os quais entrará em contato. Usos da água A demanda de água é influenciada pelo desenvolvimento de cada região. É importante observar que cada atividade gera efluentes líquidos que atingem os corpos d água direta ou indiretamente, podendo comprometer sua qualidade e, assim, restringir seu uso como fonte de abastecimento. Distribuição do consumo de água por atividade no Brasil Fonte: ANA (2002). Guia do profissional em treinamento - ReCESA 21

22 Fonte: com/51/ _8db7793f97_b.jpg Desperdício A escassez de água atinge muitas regiões do planeta e, atualmente, um terço da população mundial habita áreas com escassez de água: 1,3 bilhões de pessoas não tem acesso à água potável e 2 bilhões não tem acesso ao esgotamento sanitário. Estima-se que, em 2025, dois terços da população humana estarão vivendo em áreas com pouca água, o que afetará o crescimento e a economia local e regional e a saúde da população. Atividade para Discussão Uma das principais causas da escassez de água no planeta é o seu mau uso e desperdício. Agora, vamos discutir outras possíveis causas que influenciam a crise da água. Exponha suas idéias e compartilhe experiências vividas para enriquecer os nossos conhecimentos. Atividade Antes de continuar, vamos pensar um pouco sobre as causas da má utilização dos recursos hídricos dentro do saneamento. Quais as conseqüências da má utilização da água para a saúde das pessoas? Cite algumas doenças relacionadas à falta de saneamento. 22 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

23 Saneamento é o conjunto de medidas, visando a preservar ou modificar as condições do ambiente com a finalidade de prevenir doenças e promover a saúde. A oferta do saneamento associa sistemas constituídos por uma infra-estrutura física e uma estrutura educacional, legal e institucional, que abrange os seguintes serviços: abastecimento de água às populações, com a qualidade compatível com a proteção de sua saúde e em quantidade suficiente para a garantia de condições básicas de conforto; coleta, tratamento e disposição ambientalmente adequada e sanitariamente segura de águas residuárias (esgotos sanitários, resíduos líquidos industriais e agrícolas); acondicionamento, coleta, transporte e/ou destino final dos resíduos sólidos (incluindo os rejeitos provenientes das atividades doméstica, comercial e de serviços, industrial e pública); coleta de águas pluviais e controle de empoçamentos e inundações; controle de vetores de doenças transmissíveis (insetos, roedores, moluscos, etc.). Energia elétrica Os seres humanos aprenderam, ao longo dos séculos, a utilizar diversas formas de energia que são encontradas na Terra, sendo este um fator de extrema importância no desenvolvimento da civilização. Os recursos energéticos utilizados, atualmente, pelas nações industrializadas são os combustíveis fósseis (carvão mineral, petróleo e gás natural), hidroeletricidade, energia nuclear e outras formas de energia menos difundidas, como geotérmica, solar, eólica, proveniente da biomassa, de marés e, mais recentemente, de ondas. Fonte: Energia Guia do profissional em treinamento - ReCESA 23

24 Combustíveis fósseis ou combustíveis minerais são substâncias de origem mineral, formadas pelos compostos de carbono. Formam-se pela decomposição de materiais orgânicos, processo que ocorre em milhões de anos. Portanto, são considerados recursos naturais não renováveis. A queima desses combustíveis gera altos índices de poluição atmosférica (principalmente CO2), sendo grandes responsáveis pelo efeito estufa e aquecimento global. A energia eólica é a energia obtida pelo movimento do ar (vento). É uma abundante fonte de energia, renovável, limpa e disponível em todos os lugares. Biomassa é a matéria orgânica utilizada na produção de energia. Nem toda a produção primária do planeta passa a incrementar a biomassa vegetal, pois parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema na sua própria manutenção. A produção de energia elétrica no Brasil é dependente, em grande parte, dos recursos hídricos. Cerca de 80% da nossa energia elétrica é gerada nas hidroelétricas, 13% nas usinas térmicas, e o restante de 7% em usinas nucleares, pequenas centrais hidroelétricas e importações. No Sudeste, a capacidade de produção de hidroeletricidade está praticamente esgotada. Fonte: com/152/ _9171f91fb3_b.jpg Usina Hidroelétrica Hidroeletricidade é a energia liberada pela queda de grande quantidade de água que, represada, move uma turbina, acionando um gerador elétrico. A água deve ter força suficiente para girar as turbinas. Deve haver também disponibilidade de áreas extensas e apropriadas à formação de grandes reservatórios de água. 24 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

25 O uso eficiente da energia elétrica já é uma preocupação nos setores industrial e comercial, pois, na maioria dos casos, representa grande redução de custos e também contribui para a preservação do meio ambiente. Apesar de gerar também significativa economia doméstica, o hábito de economizar energia não é comumente adotado pelas pessoas em suas residências. Para discutir Em sua casa, você economiza energia elétrica? Além da economia que temos em nossa conta de energia, quais os outros fatores que podemos relacionar com o combate ao desperdício? Perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água Agora, será feita uma exposição oral sobre a questão de perdas de água e energia elétrica dentro do sistema de abastecimento de água. Participe da exposição: relate suas experiências, faça perguntas, tire dúvidas e procure identificar o que completa as respostas do exercício que você acabou de resolver. Combater e controlar a perda são questões fundamentais sempre. Em cenários em que há, por exemplo, escassez de água, conflitos devido ao seu uso ou elevados volumes de água não faturados, as ações de combate e controle das perdas tornam-se ainda mais importantes. Identificar e quantificar as perdas constitui-se em ferramenta essencial e indispensável para a implantação de ações de combate e controle. Assim como as perdas de água, a ineficiência na utilização da energia elétrica é um grande problema dos sistemas de abastecimento de água brasileiros. Guia do profissional em treinamento - ReCESA 25

26 Para discutir Como você pode contribuir para a identificação e o controle das perdas de água e energia elétrica na empresa em que você trabalha? Você sabe qual o gasto médio mensal com energia elétrica da prestadora de serviço de abastecimento de água em que você trabalha? Parte do gasto com energia elétrica poderia ser investida, por exemplo, em melhorias do sistema ou na redução do custo da água tratada que nós, usuários do serviço de abastecimento, pagamos. Além dos benefícios econômicos, economizar energia elétrica traz benefícios para o meio ambiente. Você imagina por quê? Consumo de água e energia no Brasil A grande variação na disponibilidade hídrica das principais regiões brasileiras deve-se à influência das condições climáticas e da forma de uso e ocupação do solo em cada local. É importante lembrar que a quantidade de água existente em uma região é aproximadamente constante, mas não a população, que normalmente tem crescido. Outro agravante para essa condição é a poluição e a contaminação das águas, que também tem aumentado ao longo dos anos. Veja, na Bacia Hidrográfica Virtual, os jogos sobre uso e ocupação do solo! 26 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

27 Poluição é uma alteração ecológica, ou seja, uma alteração na relação entre os seres vivos, provocada pelo ser humano, que prejudique, direta ou indiretamente, nossa vida ou nosso bem-estar, como danos aos recursos naturais, como a água e o solo, e impedimentos a atividades econômicas, como a pesca e a agricultura. Contaminação é a presença, num ambiente, de seres patogênicos que provocam doenças, ou de substâncias em concentração nociva ao ser humano. Seres patogênicos são microorganismos (vírus, protozoários, bactérias, etc.), capazes de causar doenças. Agora será feita uma exposição oral sobre consumo e demanda de água e energia elétrica no Brasil. Participe da exposição: relate suas experiências, faça perguntas, tire dúvidas e procure identificar o que completa as respostas do exercício que você acabou de resolver. Demanda de água Como comentamos no início desta unidade, a água pode ser utilizada para várias atividades humanas e, de acordo com cada tipo de uso, a água deve apresentar características físicas, químicas e biológicas que garantam a segurança dos usuários. A água para consumo humano deve ser priorizada, pois ela é essencial em todas as atividades metabólicas do ser humano, no preparo de alimentos, na higiene pessoal e na limpeza de roupas e utensílios domésticos, por exemplo. Uma água é dita potável quando é inofensiva à saúde do homem, agradável aos sentidos e adequada aos usos domésticos. É importante, para que uma água seja considerada potável, que, na fase de seu tratamento, eliminem-se todas as substâncias originalmente presentes que lhe confiram algum gosto, cheiro, turbidez ou cor. Definem-se como padrões de potabilidade os limites de tolerância das substâncias presentes na água, de modo a garantir-lhe as características de água potável. No Brasil, os padrões de potabilidade são definidos pela Portaria n.º 518/MS, de 25/03/04. Guia do profissional em treinamento - ReCESA 27

28 Consumo de água em sistemas de abastecimento Para o planejamento e gerenciamento de sistemas de abastecimento de água, a previsão do consumo de água é um dos fatores de fundamental importância. A operação dos sistemas e as suas ampliações e/ou melhorias estão diretamente associadas à utilização de água. Os consumidores de água são classificados em quatro categorias de consumo pelas prestadoras de serviços de saneamento: doméstico; comercial; industrial; público. A divisão dos usuários nessas categorias baseia-se no fato de que elas são claramente identificáveis, e também devido à necessidade de estabelecimento de políticas tarifárias e de cobranças diferenciadas. A categoria de economias residenciais (uso doméstico) é a mais homogênea, apresentando uma variabilidade de consumo relativamente pequena, quando comparada à variabilidade das outras categorias. As categorias comercial e industrial são mais heterogêneas. Água para uso doméstico Fonte: A água para uso doméstico corresponde à sua utilização residencial, tanto na área interna como na área externa da habitação. Na área interna, a água pode ser utilizada para bebida, higiene pessoal, preparo de alimentos, lavagem de roupa, lavagem de utensílios domésticos e limpeza em geral. Para a área externa, utiliza-se a água para rega de jardins, limpeza de piso e fachadas, piscinas, lavagem de veículos, etc. Para a área interna, o consumo costuma variar de 50 a 90 litros de água por habitante, por dia. Água para consumo humano 28 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

29 Você sabia? O banheiro é o local que mais consome água numa casa. Fique atento aos vazamentos e mantenha a descarga regulada; Uma torneira pingando uma gota, a cada 5 segundos, representa mais de 20 litros de água desperdiçados em apenas um dia; A vazão média de uma torneira é de 12 litros por minuto. Ao mantermos a torneira fechada durante algumas tarefas cotidianas, como escovar os dentes, ensaboar a louça e fazer a barba, podemos fazer uma boa economia e evitar o desperdício de água. Quem vive em casa pode também coletar água de chuva para afazeres secundários, como lavar uma área ou regar as plantas. Porém, é preciso cuidado, pois, nas grandes cidades, é sempre importante desprezar a água do início da chuva, uma vez ela traz fuligem e outras impurezas que estão no ar. Pratique coleta seletiva. A reciclagem é uma maneira eficiente de contribuir na economia de água. Os produtos reciclados consomem menos água do que os produzidos com base em matéria-prima virgem. Utilize lâmpadas econômicas ou apague as lâmpadas que estão em cômodos vazios. Economizar energia elétrica é uma maneira de economizar água. ( Para refletir Vamos imaginar que você esteja com um problema de vazamento em uma torneira de sua casa. A cada segundo, uma gota de água deixa a torneira e escorre pelo ralo. Uma gota corresponde a, aproximadamente, 0,05 ml de água. Parece pouco, não é mesmo? Mas cada dia tem segundos. Vamos calcular quanta água é desperdiçada em um dia? Para isso, utilizaremos uma calculadora segundos x 0,05 ml = ml = litros. Agora, vamos utilizar o valor que você calculou para descobrir quanta água é desperdiçada em uma semana. 7 dias x litros = litros. Guia do profissional em treinamento - ReCESA 29

30 E em um mês? 30 dias x litros = litros. Você sabe quanto o serviço de abastecimento de água de sua região cobra pelo tratamento de um litro de água? Calcule, então, quanto você pagaria por 30 dias de vazamento! Ainda vai deixar o conserto da torneira para o próximo mês? Água para uso comercial Várias são as atividades comerciais que utilizam a água, de modo que, nessa categoria, tem-se desde pequenos até grandes consumidores, como bares, padarias, restaurantes, lanchonetes, hospitais, hotéis, postos de gasolina, lava-rápidos, clubes, prédios comerciais, shoppings centers, entre outros. Fonte: br/gallery2 Água utilizada em piscinas de clubes Água para uso industrial O uso da água em uma instalação industrial pode ser classificado em cinco categorias: uso humano, uso doméstico, água incorporada ao produto, água utilizada no processo de produção e água perdida ou para usos não rotineiros. De modo semelhante ao uso comercial, o consumo de água para uso industrial deve ser estabelecido caso a caso. Água para uso público Inclui, nesta classificação, a parcela de água utilizada na irrigação de parques e jardins, lavagem de ruas e passeios, edifícios e sanitários de uso público, fontes ornamentais, piscinas públicas, chafarizes e torneiras públicas, combate a incêndio, etc. De modo geral, os consumos públicos são de difícil mensuração. Água utilizada para uso público Fonte: pr.gov.br/redeescola/escolas/27/1470/14/ arquivos/image/fotos_local/chafariz(1).jpg 30 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

31 Produção e consumo de energia elétrica no Brasil O Brasil ocupa, atualmente, o décimo lugar em geração de energia elétrica no mundo. A seguir, estão as fontes de produção de energia elétrica em porcentagem, conforme dados de Produção de energia elétrica no Brasil (2005) Fonte Porcentagem (%) Hidráulica 85,4 Gás natural 4,1 Biomassa 3,9 Petróleo e derivados 2,8 Nuclear 2,2 Carvão 1,6 Fonte: Rondeau (2006). Para discutir Para discutir Agora que já sabemos de onde vem a energia elétrica utilizada na Agora que já sabemos de onde vem a energia elétrica utilizada na matriz energética do Brasil, vamos relacionar as seguintes fontes matriz energética do Brasil, vamos relacionar as seguintes fontes com suas respectivas características. com suas respectivas características. Fonte para a geração de energia elétrica: 1. Carvão mineral 2. Gás 3. Hídrica 4. Biomassa 5. Nuclear Vantagem competitiva do país, recurso renovável. Potencial expressivo para geração de energia elétrica, recurso renovável. Importantes reservas minerais. Sexta maior reserva de urânio do planeta, alto potencial na geração de energia elétrica. Reservas de 306 bilhões de m³, produção de 48 milhões de m³/dia (2005), 50% do mercado deste produto são atendidos com produção nacional (2005). Fizemos as relações entre as fontes de geração de energia elétrica e suas características. Agora, vamos expor oralmente quais são os principais problemas causados pela utilização de cada uma dessas fontes. Guia do profissional em treinamento - ReCESA 31 As fontes alternativas de energia vêm, através dos tempos, ganhando mais força em seu desenvolvimento e em sua aplicação. Porém, a utilização dessas fontes gera uma grande

32 Fizemos as relações entre as fontes de geração de energia elétrica e algumas de suas características. Agora, vamos expor e discutir quais são os principais problemas causados pela utilização de cada uma dessas fontes. Conservação de água e energia Conservação de água Nosso próximo assunto será a conservação de água. Faremos algumas discussões relacionadas ao assunto. Relate suas experiências, faça perguntas, tire dúvidas e procure identificar o que completa as respostas do exercício que você acabou de resolver. Para discutir A conservação de água pode ser definida como as práticas, técnicas e tecnologias que propiciam a melhoria da eficiência do uso da água. Também pode ser definida como qualquer ação que (...) Liste cinco conseqüências positivas da conservação de água. 32 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

33 Um programa de conservação de água é composto por um conjunto de ações e, para a sua viabilidade, é fundamental a participação de todos, incluindo a alta direção da empresa, a qual deverá estar comprometida com o programa, direcionando e apoiando a implementação das ações necessárias. Liste cinco ações para o sucesso de um programa de conservação de água. Então, por que controlar as perdas? Conservar água significa atuar de maneira sistêmica na demanda e na oferta de água. Ampliar a eficiência do uso da água representa, de forma direta, aumento da disponibilidade para os demais usuários, flexibilizando os suprimentos existentes para outros fins, bem como atendendo ao crescimento populacional, à implantação de novas indústrias e à preservação e conservação do meio ambiente. A manutenção dos resultados obtidos com o programa de conservação depende de um sistema de gestão permanente e eficaz que compreenda ações de base operacional, institucional, educacional e legal. O sistema de gestão atua principalmente sobre duas áreas: técnica: engloba as ações de avaliação, medições, aplicações de tecnologias e procedimentos para o uso da água; humana: envolve comportamento e expectativas quanto ao uso da água. As áreas citadas anteriormente necessitam de atualização constante para que seja possível mensurar os progressos obtidos, cumprir as metas e planejar as ações futuras dentro de um plano de melhoria contínua. Agora, nosso próximo assunto será a conservação de energia elétrica. Fique atento à exposição que será feita e participe dela: relate suas experiências, faça perguntas, tire dúvidas e procure identificar o que completa as respostas do exercício que você acabou de resolver. Guia do profissional em treinamento - ReCESA 33

34 Conservação de energia elétrica A conservação de energia elétrica é um conceito abrangente que engloba todas as ações que são desenvolvidas para reduzir o consumo de energia. Vamos discutir a conservação de energia que não cause prejuízo à qualidade de vida. Você sabe a que medida para conservação de energia estamos nos referindo? Acertou se pensou no combate ao desperdício! O combate ao desperdício, do qual estamos falando desde o início da oficina, permite a redução dos investimentos no setor elétrico, sem comprometer o fornecimento de energia e a qualidade de vida. Importância e origem das perdas de água e energia nos sistemas de abastecimento de água As características de um sistema de abastecimento de água dependem do tamanho da cidade, das características naturais da região, de sua posição em relação aos mananciais, etc. Questões para discussão Quais são as perdas que você identifica na sua atividade diária no local em que trabalha? Qual a origem delas? Quais métodos você costuma utilizar para a avaliação de perdas? Agora será feita uma exposição oral sobre a origem das perdas de água e energia em sistemas de abastecimento de água. Participe da exposição: relate suas experiências, faça perguntas, tire dúvidas e procure identificar o que completa as respostas do exercício que você acabou de resolver. 34 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1

35 Para falar das perdas em um sistema de abastecimento de água, vamos relembrar as partes que constituem esse sistema. Sistemas de abastecimento de água De um modo geral, os sistemas convencionais de abastecimento de água são constituídos das seguintes partes: manancial; captação; estação elevatória; adutora; estação de tratamento de água (ETA); reservatório; rede de distribuição. Fonte: Orsini (1996) Sistema de Abastecimento de água com captação superficial e subterrânea Em alguns sistemas, há necessidade da utilização de estações elevatórias para que a água bruta do manancial possa ser transportada até a ETA, onde ela é tratada e, posteriormente, distribuída à população. Há uma relação direta entre as perdas de água e o consumo de energia; aumentando as perdas de água, aumenta-se o consumo de energia elétrica. Guia do profissional em treinamento - ReCESA 35

36 Perdas de água em sistemas de abastecimento A perda de água é considerada como um dos principais indicadores de desempenho operacional das prestadoras de serviços de saneamento em todo mundo. As perdas ocorrem em todos os componentes de um sistema de abastecimento de água, desde a captação até a distribuição. As perdas podem ser avaliadas pela diferença de volume de entrada e de saída de água em um componente do sistema de abastecimento. O caso mais comum é a determinação de perdas a partir da estação de tratamento de água (ETA). Nesse caso, mede-se o volume que sai da ETA em um determinado período, comparando-o com a soma de todos os volumes medidos (ou estimados) na rede de distribuição de água, no período considerado. Origem das perdas de água Perda real ou física As perdas reais correspondem ao volume de água produzido que não chega ao usuário final devido à ocorrência de vazamentos nas adutoras, redes de distribuição e reservatórios, bem como de extravasamentos em reservatórios. Esses vazamentos podem ser visíveis e não visíveis. Os vazamentos ocorrem em diversas partes do sistema de abastecimento de água, tais como: nas captações de água; nas adutoras de água bruta e tratada; nas estações de tratamento de água; nas estações elevatórias de água bruta e tratada; nos reservatórios; nas redes de distribuição de água; nos ramais prediais e cavaletes. Questões para discussão Agora que vimos onde os vazamentos podem ocorrer nos sistemas de abastecimento de água, indique quais os locais onde ocorrem mais vazamentos da rede de distribuição do sistema em que você trabalha. 36 Abastecimento de água - Gerenciamento de perdas de água e energia elétrica em sistemas de abastecimento de água - Nível 1