UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA JOSUÉ SOARES FERNANDES NICHOLAS GOMES DE OLIVEIRA REDUÇÃO DE PERDAS NO ABASTECIMENTO DE ÁGUA

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1 UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA JOSUÉ SOARES FERNANDES NICHOLAS GOMES DE OLIVEIRA REDUÇÃO DE PERDAS NO ABASTECIMENTO DE ÁGUA Tubarão 2017

2 JOSUÉ SOARES FERNANDES NICHOLAS GOMES DE OLIVEIRA REDUÇÃO DE PERDAS NO ABASTECIMENTO DE ÁGUA: ESTUDO DE CASO NO BAIRRO FÁBIO SILVA LOCALIZADO NO MUNICÍPIO DE TUBARÃO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial à obtenção do título de Bacharelado em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Madelon Peters. Tubarão 2017

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4 AGRADECIMENTOS Primeiramente a Deus por nos guiar nas escolhas de nossos caminhos e permitir que tudo isso fosse possível, ao longo de nossas vidas. A Universidade do Sul de Santa Catarina (UNISUL), seu corpo docente, direção, administração e professores pelos ensinamentos ao longo de nossa Graduação. A nossa orientadora, Prof. MSc. Madelon Rebelo Peters, por sua dedicação permanente e minuciosa para este estudo ganhasse forma e conteúdo final. A empresa Tubarão Saneamento pela contribuição dos dados fornecidos para elaboração deste trabalho. Aos nossos familiares pela compreensão da nossa ausência em alguns momentos especiais. A Prof. Esp. Daniela Milanez Zarbato e ao Eng. Jorge Loff Correa pela confiança por aceitar nosso convite em analisar nossa monografia.

5 RESUMO O crescimento populacional rápido e desordenado nas cidades tem aumentado à demanda de água consumida em diversas regiões do mundo. Esse crescimento na exploração do recurso hídrico vem contribuindo, para que a água se torne cada vez mais escassa e precária, levando a reflexões sobre o volume de água perdido nos sistemas de abastecimento público. No Brasil as perdas hídricas na distribuição são elevadas, principalmente nas regiões norte e nordeste do país, onde o gerenciamento ineficiente e a falta de investimento no setor de saneamento são mais evidentes. Dessa forma, sendo a água reconhecida pela sociedade como um recurso limitado, escasso e vulnerável, é necessário desenvolver ferramentas para combater as perdas e desperdícios do recurso hídrico no país. Os índices de perdas no Brasil ainda são muito elevados, chegando a termos médios a 37%, o que representa um grande desafio a ser vencido pelo setor de saneamento. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo de caso no bairro Fabio Silva, situado na cidade de Tubarão-SC, de modo a analisar as técnicas aplicadas pela Tubarão Saneamento e comprovar o impacto dessas técnicas para minimizar as perdas no local de estudo. Para o desenvolvimento do estudo, foi avaliado o índice de perdas na distribuição e fator de pesquisa, correlacionando os dados antes a após a implantação da setorização e do distrito de medição e controle na rede de distribuição, facilitando a localização e quantificação do volume perdido. Com a implantação da setorização e DMC, aliados a pesquisa de vazamentos, o controle de fraudes e um bom plano de ação, são vários os benefícios para a prestadora de serviço e os consumidores. A redução de manutenções dos equipamentos, o melhor aproveitamento dos recursos, a maior eficiência do sistema, a redução de reclamações de falta de água dos consumidores e a melhor qualidade dos serviços prestados para população, são alguns dos benefícios evidentes. Palavras-chave: Perdas de água. Sistema de distribuição. Combate às perdas.

6 ABSTRACT Rapid and disorderly population growth in cities has increased the demand for consumed water in several regions of the world. This growth in the exploitation of the water resource has contributed, so that the water becomes increasingly scarce and precarious, reflecting on the volume of water lost in the public supply systems. In Brazil, water losses in distribution are high, especially in the north and northeast of the country, where inefficient management and lack of investment in the sanitation sector are more evident. In this way, being a water recognized by society as a limited, scarce and vulnerable resource, it is necessary to develop tools to combat losses and wastes of the water resource in the country. The indices of losses in Brazil are still very high, reaching average terms at 37%, which represents a great challenge to be overcome by the sanitation sector. In this context, the objective of this work is to conduct a case study in the Fabio Silva neighborhood, located in the city of Tubarão-SC, in order to analyze the techniques applied by Tubarão Saneamento and to prove the impact to minimize losses at the study site. For the development of the study, it was evaluated the index of losses in the distribution and research factor, correlating the data before a deployment of the sectorization and the district of measurement and control in the distribution network, facilitating a location and quantification of the lost volume. With this deployment combined with leak surveys, fraud control and a good plan of action, there are several benefits to the service provider and consumers. Reduced maintenance of equipment, improved resource utilization, improved system efficiency, reduced consumer water shortages and improved quality of services provided to the population are some of the obvious benefits. Keywords: Water losses. Distribution system. Combat losses.

7 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 Componentes em sistemas de abastecimento de água Figura 2 - Classificação dos vazamentos Figura 3 Matriz do Balanço Hídrico de um sistema de abastecimento de água Figura 4 Componentes do controle de perdas reais Figura 5 Setorização de um sistema de abastecimento Figura 6 Síntese das ações para o controle e redução de perdas reais Figura 7 Componentes do controle e redução de perdas aparentes Figura 8 Síntese das ações para o controle e redução de perdas aparentes Figura 9 Área ocupada pela cidade de Tubarão Figura 10 Bombas de captação de agua Bruta Figura 11 Localização do manancial e ponto de captação Figura 12 Localização da ETA Figura 13 Estação de Tratamento de Água Figura 14 Localização dos Reservatórios Figura 15 Distribuição das redes da cidade Figura 16 Localização do bairro Fabio Silva na cidade de Tubarão Figura 17 Área do DMC Figura 18 Macro Medidor Figura 19 Painel de Telemetria Figura 20 Data Logger instalado Figura 21 Válvula de Redução de Pressão Figura 22 Vazamento de Rede... 53

8 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 Análise de dados da utilização da VRP Gráfico 2 Volume médio diário Gráfico 3 Volume médio anual... 54

9 LISTA DE TABELAS Tabela 1- Indicadores de perdas nas regiões do Brasil Tabela 2 - Características Gerais das Perdas Tabela 3 - Origem e Magnitude das perdas reais Tabela 4 - Origem e Magnitude das perdas aparentes Tabela 5 Classificação do sistema de abastecimento de água com base no IPD Tabela 6 Vantagens e desvantagens do método das vazões mínimas noturnas Tabela 7 - Ações para identifica e eliminar CNA e seus benefícios Tabela 8 Dados da Pesquisa... 52

10 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA COMPONENTES DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Manancial Captação Estação Elevatória de Água (EEA) Adução Estação de tratamento (ETA) Reservatório Rede de Distribuição PERDAS EM UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Perdas Reais Perdas Aparentes MÉTODOS PARA AVALIAÇÃO DE PERDAS Indicador Percentual de Perda na Distribuição Balanço Hídrico Vazões Mínimas Noturnas Fator de Pesquisa COMBATE PARA REDUÇÃO DE PERDAS REAIS Gerenciamento de Pressão Setorização Válvulas redutoras de pressão (VRPs) Distrito de medição e controle (DMC) Agilidade e qualidade dos reparos Controle e detecção de vazamentos Gerenciamento de infraestrutura COMBATE PARA REDUÇÃO DE PERDAS APARENTES Redução da imprecisão dos medidores Macro medição Micro medição Medidor de volume... 35

11 2.6.2 Qualificação da mão de obra Combate às fraudes e ligações clandestinas Melhorias no sistema comercial DADOS GERAIS DO SISTEMA EM ESTUDO Processo e Localização da Captação Estação de Tratamento de Água e suas Abrangências Armazenamento da Água e Manutenção de Pressões Rede de distribuição ESTUDO DE CASO Acompanhamento do Projeto e Coleta de Dados Distrito de Medição e Controle Instalação e Controle de Hidrômetros Treinamento Profissional e Adoção de Novas Práticas Excedente de Pressão na Zona Baixa RESULTADOS NO DMC Benefícios da Realização do Projeto CONCLUSÃO REFERÊNCIAS... 57

12 12 1 INTRODUÇÃO Os recursos hídricos nas últimas décadas tem sido uma questão recorrente na agencia internacional, sendo reconhecido pela sociedade como um recurso limitado, escasso e vulnerável (BEZERRA E CHEUNG, 2013). O crescimento populacional rápido e desordenado vem contribuindo para que o recurso hídrico se torne cada vez mais escasso, levando a reflexões sobre efeitos de má distribuição e os desperdícios ocasionados pela má utilização da água pelo ser humano. O cuidado com a água deve ser uma preocupação não mais exclusiva dos que vivem em regiões consideradas secas, mas de todos os seres humanos do planeta. Segundo o Instituto Trata Brasil (2014), nos últimos 10 anos, o indicador de perdas de distribuição total do Brasil pouco evoluiu. Durante o período de 2004 a 2013, houve uma redução de 8,7 pontos percentual nos índices de perdas, menos de 1,0 ponto percentual ao ano. Do mesmo modo, no período analisado o índice de perdas por faturamento teve uma redução de 3,1 pontos percentuais. Confirmando assim, a necessidade de aumentar os esforços na redução de perdas, para atingir níveis condizentes com a situação hídrica atual. De acordo com o Instituto Trata Brasil (2014), as regiões Norte e Nordeste possuem os maiores índices de perdas de faturamento e distribuição, enquanto que as regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul têm os respectivos índices semelhantes, conforme visualizado na Tabela 01. Toda água potável que chega para o consumo humano, passa por um complexo tratamento físico e químico adequado. O tratamento e distribuição da água são realizados por empresas que necessitam de um sistema completo e adequado para a captação, purificação, armazenamento e distribuição ao conjunto populacional, todos esses processos compõe o Sistema de Abastecimento de Água (SAA). Atualmente existe há necessidade de reduzir os desperdícios do recurso hídrico para que a sua utilização seja feita de forma sustentável desde o início do seu processo de tratamento até o consumidor final. As concessionárias responsáveis pelo fornecimento de água devem considerar as perdas que ocorrem desde a captação até a distribuição, sendo as perdas classificadas em físicas, não físicas e desperdícios. Segundo a Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental ABES (2013), as perdas físicas ocorrem quando o volume de água tratada disponibilizado no sistema de distribuição é perdido antes de chegar ao consumidor final. São ocasionados por vazamentos nas adutoras, redes de distribuição, extravasamento de reservatórios, e nos

13 13 processos operacionais como lavagem dos filtros e descargas na rede. As perdas físicas são denominadas de perdas reais, segundo nomenclatura definida pela IWA. As perdas não físicas ou aparentes correspondem ao volume de água consumido, porém não contabilizado pela prestadora de serviços de saneamento, decorrente de erros de medição, fraudes, ligações clandestinas e falhas do cadastro comercial. Já os desperdícios são as formas inadequadas de utilização pelos seres humanos (RECESA, 2008). As empresas responsáveis pelo tratamento e distribuição do recurso hídrico, devem atuar massivamente para reduzir as perdas no sistema de abastecimento. É nesse contexto, que se coloca este trabalho monográfico ao analisar um estudo de caso na cidade de Tubarão - SC, no bairro Fábio Silva, apresentando dados e informações confiáveis para que as técnicas de reduções de perdas no abastecimento de água, empregadas no presente estudo, possam ser incorporadas em toda a rede de distribuição da cidade e em outros municípios que provem de sistemas semelhantes. Tabela 1- Indicadores de perdas nas regiões do Brasil Índice de perdas de Índice de perdas na Região faturamento total (%) distribuição (%) Região Centro-Oeste 35,22 % 33,40 % Região Nordeste 45,03 % 45,03 % Região Norte 60,59 % 50,78 % Região Sudeste 36,09 % 33,35 % Região Sul 34,68 % 35,06 % Fonte: Adaptado de Instituto Trata Brasil, OBJETIVO GERAL: Pesquisar as práticas adotadas para redução de perdas. Evitar o desperdício de recursos. OBJETIVO ESPECÍFICO: Estudo dos métodos utilizados pela Tubarão Saneamento. Estudo dos resultados obtidos.

14 14 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA De acordo com a Portaria 2.914/2011 do Ministério da Saúde, o sistema de abastecimento de água (SSA) para consumo humano está sob a responsabilidade do poder público, mesmo que administrado em regime de concessão ou permissão e é definido como sendo uma instalação composta por um conjunto de obras civis, materiais e equipamentos, destinados ao fornecimento de água potável através de redes de distribuição (BRASIL, 2011). Segundo Gomes (2009), um sistema de abastecimento de água é o conjunto de obras, serviços e equipamentos voltados para o suprimento de água a comunidades, para fins de consumo público, doméstico e industrial. O sistema de abastecimento de água é composto por unidades complementares e subsequentes, as quais fazem com que a água em sua origem superficial e/ou subterrânea, ainda sem potabilidade, chegue a cada ponto de consumo com condições de qualidade e pressão satisfatória (BEZERRA E CHEUNG, 2013). Conforme Tsutiya (2006), os sistemas de abastecimento de água possuem concepções variáveis. De um modo geral, os sistemas de abastecimento de água são constituídos das seguintes partes: Manancial; Captação; Estação elevatória; Adutora; Estação de tratamento de água; Reservatório; Rede de distribuição. Figura 1 Componentes em sistemas de abastecimento de água Fonte: Bezerrea e Cheung, 2013.

15 15 Basicamente um sistema de abastecimento de água (SAA) inicia pela captação de água bruta de um manancial e posteriormente o seu tratamento, em seguida é transportada para um reservatório, em zonas baixas este reservatório é apoiado e em zonas mais altas este reservatório é elevado e o transporte normalmente é feito por bombeamento. Depois que a água está no reservatório à mesma é transportada por gravidade até o consumidor, com exceções nas áreas acima do nível do reservatório, que o transporte é realizado por bombeamento. 2.2 COMPONENTES DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Manancial De acordo com Tsutiya (2006), os mananciais são reservas hídricas disponíveis para a retirada de água que serão utilizadas nos sistemas de abastecimento. Eles podem ser de fontes subterrâneas ou superficiais, devem possuir recurso suficiente para atender a demanda necessária e a qualidade dessa água deve ser adequada sob o ponto de vista sanitário. Manancial Superficial: é aquele constituído pelos córregos, rios, riachos, lagos, represas, açudes, barragens, etc. Tem o espelho de água superficial. Manancial Subterrâneo: é aquele cuja água vem do subsolo, podendo aflorar à superfície ou ser elevado à superfície por meio de obras de captação. A preservação dos Mananciais é fundamental para que garanta a qualidade da água. Diversos aspectos devem ser considerados para uma boa escolha de um manancial, tais como (TSUTIYA, 2006): Quantidade da água; Localização; Custos de instalação e operação; Facilidade de adução; Proteção do manancial.

16 Captação Segundo a NBR 12213/1992 da ABNT, a captação é um conjunto de estruturas e dispositivos, construídos ou montados junto a um manancial, para a retirada de água destinada a atender um sistema de abastecimento de água. O esquema das obras que compõe a captação deve fornecer condições de fácil entrada da água e assegurar a melhor qualidade possível. Após a captação, a água é aduzida até as estações de tratamento, que realiza alguns procedimentos na água para torná-la potável. Essa adução pode ser feita por em canais de escoamento livre ou tubulações sob pressão (TARSO; PIMENTEL, 2009) Estação Elevatória de Água (EEA) A Estação Elevatória é um dos componentes essenciais dentro de um sistema de abastecimento. De acordo com Bezerrea e Cheung (2013), as Estações Elevatórias de Água podem ser utilizadas na captação, adução, tratamento e distribuição. Porém seu custo é bem elevado para as companhias de saneamento em relação à energia elétrica. Conforme Heller e Pádua (2010), as estações elevatórias são denominadas como elevatória de agua bruta, quando levam água não tratada. Do contrário, são chamadas de elevatória de água tratada Adução Segundo Tsutiya, (2006), apud GIROL, (2008), as adutoras são canalizações que conduzem à água nos procedimentos de distribuição, elas interligam a captação, estação de tratamento e reservatório, mas não são as responsáveis pela distribuição de água aos consumidores. As adutoras são classificadas de acordo: A movimentação da água, podendo ser: o Gravidade o Recalque o Mista Com o modo de escoamento, podendo ser: o Livre, o Forçada o Mista

17 17 Com a natureza da água transportada, podendo ser: o Bruta o Tratada. Como enfatiza Heller e Pádua (2010), dentre as possibilidades de adução, a gravidade é considerada o processo mais econômico de conduzir água. Porém essa adução esta subordinada a um desnível topográfico satisfatório, de modo a disponibilizar vazão para todos os pontos Estação de tratamento (ETA) Conforme a NBR (1992) uma estação de tratamento de água é definida como sendo um conjunto de unidades destinado a adequar as características da água aos padrões de potabilidade, de qualidade e segura para a saúde. O sistema de abastecimento de água segue os padrões pré-estabelecidos pelo Ministério da Saúde, com o objetivo de disponibilizar água aos seus usuários com quantidade e pressão suficiente Reservatório Reservatório de distribuição é o elemento do sistema de abastecimento de água destinado a regularizar as variações entre as vazões de adução e distribuição e condicionar as pressões na rede de distribuição, compensando as variações horárias de vazão (NBR 12217, 1992). Segundo Tsutiya 2006, apud GIROL 2008, são elementos importantes no sistema de abastecimento de água, pois eles atendem diversas finalidades, como: Regularizar a Vazão - Receber uma vazão constante, acumulando a água quando o consumo for inferior à demanda média e fornecer uma vazão complementar quando a demanda for superior à média. Segurança no Abastecimento - Fornecer à água mesmo quando ocasionado alguma interrupção no funcionamento da adução ou falta de energia elétrica. Reserva de Água para incêndio - Suprir vazão extra, caso ocorra incêndios. Regularizar Pressão - Onde o reservatório estiver localizado pode influenciar nas condições de pressão da rede, principalmente reduzindo.

18 Rede de Distribuição Segundo a Portaria 2.914/2011 do ministério da Saúde, rede de distribuição é conceituada como parte do sistema de abastecimento formada por tubulações e acessórios, destinados a distribuir água potável aos consumidores, de forma continua, em quantidade e pressão recomendada. De acordo com a NBR 12218/1994 da ABNT, a pressão limite na rede de distribuição em um determinado ponto da rede onde não há consumo, definida como pressão estática, deve ser de 50 m.c.a e a pressão mínima na rede onde há consumo, deve ser de 10 m.c.a. Todas as redes de distribuição são compostas por tubulações e dispositivos interligados entre si e localizados nas vias e com função de encaminhar a água aos seus usuários finais em regime contínuo, com pressão adequada e atendendo todos os padrões de consumo necessários (HELLER, PADUA, 2010). Os condutos da rede de distribuição podem ser classificados em dois tipos, segundo a ABNT NBR 12218: Condutos principais: são canalizações que devem ser localizado em vias públicas, formando circuitos fechados e são responsáveis pela alimentação dos condutos secundários e possuem diâmetros maiores. Condutos secundários: são canalizações de menor diâmetro, responsáveis pelo abastecimento dos pontos de consumo. Devem formar redes malhadas, podendo ou não ser interligadas nos pontos de cruzamentos. 2.3 PERDAS EM UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA As perdas de água são consideradas como um dos principais indicadores de desempenho operacional das concessionarias responsáveis pelo serviço público de abastecimento de água em todo o mundo. As perdas ocorrem em todos os componentes de um sistema de abastecimento de água, a magnitude dessas perdas depende de cada unidade (RECESA, 2008). O Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgoto 2014 do Sistema Nacional de Informações Sobre Saneamento - SNIS, publicado em fevereiro de 2016 mostram que as perdas são um dos grandes problemas dos sistemas de abastecimentos de água brasileiros. Quando elevadas, essas perdas representam desperdício de recursos naturais e operacionais

19 19 para o prestador de serviços, que por sua vez repassa aos usuários os custos associados às perdas. De acordo com o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento - SNIS (2015), a cada 100 litros de água coletados e tratados, em média, apenas 63 litros são consumidos, ou seja, 37% da água no Brasil é perdida, seja com vazamentos, roubos e ligações clandestinas, falta de medição ou medições incorretas no consumo de água. Alguns países do mundo como Alemanha e Japão conseguiram reduzir suas perdas para aproximadamente 11%. Comparando as empresas estaduais, a CAESA (Amapá) e a SANEPAR (Paraná) são, respectivamente, as empresas estaduais menos e mais eficientes em termos de perdas de água no Brasil com 75,0% e 21,1% de perdas sobre o faturamento. (SNIS, 2015). Para as empresas municipais, a SAERB (Rio Branco) apresenta perdas de 69,3% e a SANEP (Pelotas) 6,7%, são respectivamente, a menos e mais eficientes. (SNIS, 2015). Conforme Tardelli Filho (2006), em um sistema de abastecimento de água, desde a capitação do manancial até a entrega de água tratada ao consumidor final ocorrem diversas perdas. Grande parte dessas perdas é causada por manutenção e operação deficiente nas tubulações e má gestão comercial das empresas de saneamento. Sendo assim, o nível de perdas em uma companhia de saneamento está diretamente vinculado à eficiência operacional dela, ou seja, sistemas de abastecimento bem gerenciados possuem baixos índices de perdas. As perdas por abastecimento de água em um sistema podem ser divididas em dois tipos, perdas de água física ou real e perdas de água comercial ou aparente. De acordo com Bezerra e Cheung (2013), as perdas reais dizem respeito aos vazamentos e à falta de estanqueidade existentes na rede de distribuição de água. O volume de água produzido não será consumido pela população e consequentemente não será contabilizado pela concessionária. Por outro lado as perdas aparentes ocorrem quando o volume utilizado não é devidamente computado nas unidades de consumo, sendo cobrado de forma inadequada. Tais perdas podem ocorrer por erros de medição dos hidrômetros, ligações clandestinas, violação nos hidrômetros e falhas nos cadastros comerciais. (PNCDA, 2007) Em cada fase existem condições específicas que fazem predominar um ou outro tipo de perda, que distinguiram as ações mais adequadas à prevenção e correção dos fatores que ocasionam o surgimento das perdas. A Tabela 2 apresenta as características gerais das perdas.

20 20 Tabela 2 - Características Gerais das Perdas Características Principais ITEM Perdas reais Perdas Aparentes Tipo de Ocorrência mais comum - Vazamento - Erro de Medição Custos associados ao volume - Valor cobrado no varejo ao - Custo da Produção da água tratada de água perdido consumidor - Desperdícios de recursos naturais Efeitos no meio ambiente - Maiores impactos ambientais devido à necessidade de ampliação da exploração - Não é relevante dos mananciais Efeito na saúde pública - Riscos de Contaminação - Não é relevante Ponto de vista empresarial - Perda de produto industrializado - Perda elevada na receita Ponto de vista do consumidor - Imagem negativa da empresa associada - Não é uma preocupação ao desperdício e ineficiência imediata Efeitos finais no consumidor - Repasse de custo à tarifa - Repasse de custos à tarifa - Desincentivo ao uso racional - Incentivo ao roubo e fraudes Fonte: Adaptado de Tsutiya, Perdas Reais As perdas reais ocorrem em diversas partes do sistema de abastecimento de água, tais como: (RECESA, 2008). Captações de água; Adutoras de água bruta e tratada; Estações de tratamento de água; Estações elevatórias de água bruta e tratada; Reservatórios; Redes de distribuição de água; Ramais prediais e hidrômetros. Os vazamentos são os casos mais comuns de perdas reais dentro de um sistema de abastecimento de água. Segundo Tardelli Filho (2006), em função da sua extensão e condições de implantação, os maiores números de vazamentos e perda de volume de água, acontecem nas redes de distribuição e ramais prediais. Na Figura 2 é apresentada a classificação dos vazamentos.

21 21 Figura 2 - Classificação dos vazamentos Fonte: Adaptado Tardeli Filho, Segundo Lambert (2000), os vazamentos são classificados em três tipos: Visíveis: São os vazamentos de curta duração e altas vazões que afloram para a superfície e são facilmente detectáveis. Não visíveis: São os vazamentos que não afloram para a superfície e, por isso, não podem ser detectados no visual. Possuem vazões moderadas e a sua duração depende da frequência da pesquisa de vazamento. Inerentes: São os vazamentos não visíveis e não detectáveis por equipamentos de detecção acústica. De acordo com Tsutiya (2006), as perdas reais podem ter diversas origens e magnitude, conforme podemos visualizar na Tabela 3. Tabela 3 - Origem e Magnitude das perdas reais PERDAS REAIS Subsistema Origem Magnitude Adução de água Vazamentos nas tubulações Limpeza do poço de sucção Vazamentos estruturais Tratamento Lavagem de filtros Descarga de lodo Reservação Adução de água tratada Distribuição Fonte: Adaptado de Tsutiya, Vazamentos estruturais Extravasamentos Limpeza Vazamento nas tubulações Limpeza do poço de sucção Descargas Vazamentos na rede Vazamentos em ramais Descargas Variável, função do estado das tubulações e da eficiência operacional. Significativa, função do estado das instalações e da eficiência operacional. Variável, função do estado das instalações e da eficiência operacional. Variável, função do estado das tubulações e da eficiência operacional. Significativa, função do estado das tubulações e das pressões.

22 22 De acordo com PNCDA (2007), a origem, magnitude e natureza das ações para o controle das perdas, podem ser diferentes nas diversas partes de um sistema de abastecimento de água. Por isso, a identificação e o controle das perdas devem ser feitos por unidade. Segundo a Rede de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental RECESA (2008), muitos são os motivos das perdas reais nos sistemas de abastecimento de água, tais como: Má qualidade dos materiais Má qualidade dos serviços Pressões altas nas tubulações Oscilações de pressão Deterioração das tubulações Efeitos do tráfego Extravasamentos em reservatórios Consumos operacionais excessivos Perdas Aparentes Conforme Cheung et. al. (2009), as perdas aparentes, incluem as parcelas de água que não são contabilizadas em função dos erros comerciais ou gerenciais, das fraudes e dos erros de medição, entre outros. A micromedição é a medição realizada nos hidrômetros residências, assim, ligações não micro medidas são aquelas que não dispõem de hidrômetro. A tabela abaixo apresenta algumas origens e magnitudes das perdas aparentes. Tabela 4 - Origem e Magnitude das perdas aparentes PERDAS APARENTES Origem Ligações clandestinas/irregulares; Ligações não hidrometradas; Hidrômetros que submedem; Ligações inativas reabertas; Erros de leitura; Número de economias errado Fonte: Adaptado de Tsutiya, Magnitude Podem ser significativas dependendo de: Procedimentos cadastrais e de faturamento Manutenção preventiva Adequação de hidrômetros Monitoramento do sistema

23 23 As causas e ocorrências mais comuns de perdas aparentes são apresentadas e classificadas, a seguir, segundo a COPASA (2003): Consumo não autorizado (Roubo) a) Ligações clandestinas; b) Fraudes (by pass, violação de hidrômetro e/ou qualquer outro tipo de violação na ligação ativa ou inativa); c) Roubo de água em hidrantes ou em quaisquer outros pontos do sistema de redes de distribuição (caixas de manobras, descargas, ventosas, tomadas de pressão, reservatórios, entre outros). Imprecisão da medição a) Imprecisão dos macro medidores existentes nos Sistemas de Produção e de Distribuição de Água; b) Má qualidade do medidor; c) Sub medição; d) Dimensionamento inadequado do medidor; e) Má qualidade da manutenção da rede (presença de corpos estranhos que podem danificar o medidor); f) Inexistência de uma política eficiente de manutenção e substituição de hidrômetros; g) Inexistência de uma política para quantificação dos volumes utilizados nas atividades operacionais; h) Inexistência de macromedição; i) Estimativas incorretas; j) Inconsistências nos Sistemas de Informações; k) Mão-de-obra não qualificada. Problemas na medição podem levar estratégias de redução de perdas implantadas ao fracasso. A medição é o meio para conhecer, diagnosticar, alterar e avaliar as situações operacionais em um sistema de abastecimento de água (TARDELLI FILHO, 2006). 2.4 MÉTODOS PARA AVALIAÇÃO DE PERDAS Segundo Bezerra e Cheung (2013), não existem redes totalmente estanques, ou seja, todas possuem perdas. Entretanto, índices de perdas reais da ordem de 40% do total

24 24 disponibilizado para o abastecimento, são inaceitáveis. Os indicadores de perdas permitem relatar a situação dos volumes perdidos, além de possibilitar uma comparação no sistema de abastecimento. Por meio dos indicadores é possível retratar a situação das perdas, gerenciar a evolução dos volumes perdidos, redirecionar ações de controle e comparar sistemas de abastecimento de água distintos (TSUTIYA, 2006). Para Cheung et. al. (2009), a utilização de apenas um indicador não é suficiente para definir setores estratégicos para programas de combate às perdas de água no sistema. O ideal é que vários indicadores sejam combinados e que esses forneçam uma ideia mais representativa Indicador Percentual de Perda na Distribuição Um dos indicadores muito utilizado e facilmente compreendido é o índice de perdas na distribuição, que relaciona os volumes disponibilizados e o consumido. A água que é disponibilizada e não é utilizada constitui uma parcela não contabilizada, que incorpora o conjunto de perdas reais e aparentes no subsistema de distribuição. No mesmo sistema de abastecimento, os dados desse indicador mostrarão as tendências e evolução na rede de distribuição, sendo uma ferramenta útil para o controle e acompanhamento das perdas (CHEUNG et. Al., 2009). De posse do volume disponibilizado e o volume utilizado pode-se obter o índice de perdas de água na distribuição. O indicador idealiza a ineficiência do sistema que segundo o SNIS (2012) tem sido representado pela equação: IPD (%) = ( ) = (1) Tomando como base o indicador percentual, a Tabela 5 apresenta uma classificação dos sistemas de abastecimento de água em relação às perdas. Tabela 5 Classificação do sistema de abastecimento de água com base no IPD Indicador Total de Perdas (%) Classificação do Sistema Menor do que 25% Bom Entre 25 e 40% Regular Maior do que 40% Fonte: PNCDA, Ruim

25 25 De acordo com RECESA (2008), deve-se ressaltar que o indicador percentual de perdas, apesar de ser o mais utilizado e o mais fácil de ser compreendido, imprime uma característica de homogeneidade aos sistemas, que não ocorre na prática, pois alguns fatores importantes com impacto sobre as perdas são diferentes de sistema para sistema, tais como a pressão de operação, a extensão de rede e a quantidade de ligações atendidas Balanço Hídrico Através de uma matriz que representa o Balanço Hídrico, a International Water Association IWA, (2000), relaciona as perdas reais e as perdas de faturamento através da chamada água não faturada. Essa matriz permite quantificar a água perdida na distribuição, constituindo uma importante ferramenta para a gestão de perdas. A Figura 4 apresenta o Balanço Hídrico desenvolvido pela IWA. Figura 3 Matriz do Balanço Hídrico de um sistema de abastecimento de água Fonte: Adaptado de IWA, O Balanço Hídrico é conhecido como Top-Down, ou seja, inicia a avaliação das perdas pelo volume de água que entra no sistema, menos o volume de água efetivamente consumido. Nesse método são feitas hipóteses para determinar as perdas aparentes e pela diferença, chega-se então às estimativas de perdas reais (BEZERRA E CHEUNG, 2013).

26 26 Os principais termos da matriz de balanço hídrico foram listados e conceituados segundo Tardelli Filho (2006), como sendo: Água que entra no sistema: Volume anual de água produzido pela ETA ou em um determinado ponto de medição. Consumo autorizado: Volume anual de água medido e/ou não medido fornecido a consumidores cadastrados, para usos domésticos, comerciais ou industriais. Perda de água: É o volume total de água que entra no sistema menos o consumo autorizado; Consumo autorizado faturado: É o consumo que gera receita para a companhia de saneamento. Este consumo é medido através dos hidrômetros e das estimativas onde não há hidrômetros instalados; Consumo autorizado não faturado: É o volume de água consumido que não gera receita para a companhia de saneamento. Este consumo é a soma dos volumes medidos, usados para abastecer caminhões-pipa e uso interno da companhia e dos volumes não medidos, oriundos de combates a incêndio, etc; Águas faturadas: É o volume de água que representa a parcela da água vendida para o consumidor; Águas não faturadas: É o volume de água que representa a diferença entre tudo que entrou no sistema e do consumo autorizado. Dentro desta diferença, encontram-se as perdas reais e aparentes, bem como o consumo autorizado não faturado. Nesse método, Tsutiya (2006), diz que os volumes perdidos são calculados a partir dos dados da macromedição e micromedição, e de estimativas para determinar os valores não medidos que integram a matriz. São feitas hipóteses para determinar as perdas aparentes e por diferença, definem-se as Perdas Reais. Perdas Reais = (Volume Disponibilizado Volume Aduzido Perdas Aparentes) (2) Devido a grande diversidade de formatos e definições usadas internacionalmente para o cálculo do Balanço Hídrico houve necessidade em padronizar uma terminologia que fosse conhecida e empregada pelas companhias de saneamento (VICENTINI, 2012).

27 Vazões Mínimas Noturnas De acordo com Cheung et. al. (2009), o método das vazões mínimas noturnas é baseado na variação dos consumos ao longo do dia e parte do pressuposto que no período entre 2h e 4h da manhã as caixas d agua já estão completas e a demanda é mínima. A vazão registrada nesse período é denominada vazão mínima noturna. O método das Vazões Mínimas Noturnas é considerado o principal indicador do nível de perdas reais que acontecem no sistema de abastecimento de água. Neste método são estimados parâmetros de vazamentos realizados na rede durante a madrugada, onde o consumo é considerado praticamente zero. (TARDELLI FILHO, 2006). As vantagens e desvantagens do método das vazões mínimas noturnas, conforme enfatiza Tsutiya (2006), podem ser visualizadas na Tabela 6. Tabela 6 Vantagens e desvantagens do método das vazões mínimas noturnas VANTAGENS DESVANTAGENS Maior representatividade do valor O ensaio é feito em uma área relativamente numérico das perdas reais para o subsetor, retratando a realidade física e operacional da área; pequena do setor de abastecimento, podendo induzir a equívocos se os valores forem simplesmente extrapolados ao conjunto do Propicia conhecimento das condições setor; operacionais da água às equipes técnicas da companhia de saneamento Envolve custos com equipes e equipamentos de medição de vazão e pressão Fonte: Adaptado de Tsutiya, Fator de Pesquisa Segundo o PNCDA (2007), o fator de pesquisa é um parâmetro que é determinado a partir da relação entre vazão mínima noturna e a vazão média diária, indicando possíveis problemas operacionais no abastecimento de água. A expressão que relaciona a vazão mínima noturna com a vazão média diária é: = (3) Onde Qmn é a vazão mínima noturna e Qmd é a média das vazões durante o dia. Conforme PNCDA (2007), quanto mais o FP tende a 1, maior a possibilidade de estarem ocorrendo vazamentos e pode indicar um potencial de retorno no trabalho de pesquisa acústica.

28 COMBATE PARA REDUÇÃO DE PERDAS REAIS Atualmente, a metodologia desenvolvida pelo Grupo de Trabalho sobre Perdas de Água IWA é a mais aceita quando se trata das intervenções realizadas para reduzir, controlar e gerenciar as perdas reais, sobre a natureza e o impacto dos vazamentos. Figura 4 Componentes do controle de perdas reais Fonte: IWA, No esquema acima apresentado, é possível visualizar as quatro principais atividades de controle de perdas reais e que possibilitam a redução das perdas correntes até o nível das perdas inevitáveis. O quadro interno representa as Perdas reais anuais inevitáveis, o quadro intermediário representa o nível econômico de perdas reais e o quadro externo representa o nível atual de perdas (MELATO, 2010) Gerenciamento de Pressão O gerenciamento efetivo das pressões minimiza as altas pressões e variações bruscas, sem deixar de garantir as pressões mínimas de abastecimento para o atendimento dos consumidores. Segundo Bezerra e Cheung (2013), dentre as ações de controle de perdas reais, o gerenciamento da pressão apresenta-se como uma das alternativas mais eficientes para a diminuição do volume de água perdido em vazamentos nos sistemas de distribuição de água. A taxa do fluxo da água em um vazamento é maior quanto maior for à pressão. De modo

29 29 geral, uma diminuição de 10% na pressão em grandes sistemas implica em uma redução aproximada de 12% no volume perdido por vazamentos. O gerenciamento de pressões se faz através do zoneamento piezométrico, que corresponde à divisão de um setor de distribuição em zonas com comportamento homogêneo dos planos de pressão. Esses planos piezométricos podem ser definidos pela cota piezométrica de uma elevação ou booster, pela conta do nível d água de um reservatório enterrado, apoiado ou elevado ou pela cota piezométrica de uma válvula redutora de pressão. (VICENTINI, 2012). Segundo Bezerra (2009), a utilização de sistemas automáticos para o controle da pressão em sistemas de distribuição de água por meio do uso de Válvulas Redutoras de Pressão (VRPs) e conversores de frequência acoplados a conjuntos motor-bomba se mostra satisfatório, podendo ser facilmente implantado. O uso destes equipamentos proporciona a redução das perdas e do consumo de água e energia elétrica. De acordo com Tsutiya (2006), o controle efetivo das pressões é fundamental para a redução de perdas reais em um sistema de abastecimento de água, porque a pressão é o principal fator que influencia o número de vazamentos e a vazão desses vazamentos Setorização A setorização é uma das principais formas de controle de pressão no sistema de abastecimento de água. Ela proporciona a divisão da área de abastecimento em áreas menores, denominadas subsetores, através de delimitação natural do sistema, ou por meio do fechamento de válvulas de manobra (RECESA, 2008). Conforme enfatiza Tsutiya (2006), uma forma de setorizar o sistema de abastecimento é por meio do estabelecimento de unidades de controle através do zoneamento clássico. A partir do reservatório apoiado ou enterrado é dividido o sistema em basicamente duas zonas de pressão, baixa e alta pressão. A figura a seguir apresenta um desenho esquemático que mostra a setorização através de reservatório, torre, estações elevatórias e válvula redutora de pressão.

30 30 Figura 5 Setorização de um sistema de abastecimento Fonte: Tsutiya, Segundo Tardelli Filho (2006), através da instalação e manuseio de registros, a setorização consiste na compartimentação da rede de distribuição, definindo-se uma área rigorosamente fechada, que monitora os volumes disponibilizados e consumidos, a vazão mínima noturna, as pressões nos pontos estratégicos e a qualidade da água distribuída. O setor de abastecimento pode ser definido a partir de um ponto de entrega de volumes de água. Nas zonas de pressão é fundamental que a área seja estanque e que tenha condições de medir vazões de entrada e pressões Válvulas redutoras de pressão (VRPs) É um dispositivo mecânico que permite reduzir automaticamente a pressão variável de montante a uma pressão estável de jusante, podendo o seu mecanismo de controle ser mecânico, quando garante uma pressão de jusante preestabelecida, independentemente das condições de vazão e pressão de montante, ou um controle eletrônico, onde a atuação da VRP é feita por meio de programas pré-estabelecidos, que permitem monitorizar e controlar as vazões e as pressões, garantindo as condições adequadas de abastecimento ao longo das 24 horas do dia (RECESA, 2008) Distrito de medição e controle (DMC) Para Thornton et. al. 2008, apud QUEIROZ, 2016, o distrito de medição e controle é uma área específica, geralmente definida pelo fechamento de válvulas, em que as

31 31 quantidades de água que entram e saem são medidas. O DMC permanentemente monitorado é a ferramenta mais eficaz para ajudar a reduzir a duração dos vazamentos não visíveis. O monitoramento da vazão noturna facilita a rápida identificação de vazamentos não visíveis e fornece dados necessários para fazer o uso mais eficaz de recursos de localização de vazamentos. No Brasil, o DMC também é conhecido como distrito piezométrico DP. Embora as condições para implantação do DP dependam basicamente das configurações das redes de distribuição. Sua criação não está necessariamente vinculada a nenhum zoneamento piezométrico Agilidade e qualidade dos reparos De acordo com Tardelli Filho (2006), a agilidade no reparo de vazamentos referese ao encurtamento do tempo entre o conhecimento/localização do vazamento e o efetivo estancamento do vazamento, seja visível ou não visível. As ações visam reduzir o tempo entra a visualização e bloqueio do vazamento, bem como a minimização da frequência de retrabalhos (COPASA, 2003). Após reconhecer o local com vazamento, deve ser feito o reparo rapidamente, porém, é necessário que esse trabalho seja feito com a melhor qualidade possível, ou seja, utilização de mão de obra devidamente treinada e materiais adequados para os serviços. Segundo COPASA (2003), os benefícios pela agilidade e qualidade dos reparos são: Minimização do volume de água perdido em vazamentos em redes e ramais devido à agilidade na estanqueidade dos vazamentos; Minimização de retrabalhos; Melhoria no estado de controle do sistema de abastecimento com a consequente melhoria na sua confiabilidade e disponibilidade; Melhoria na qualidade do serviço prestado refletindo na satisfação dos clientes. Conhecido o local, os vazamentos visíveis e não visíveis devem ser reparados rapidamente. O tempo de reparo é um dos itens que as prestadoras de serviços de abastecimento mais controlam, pois quanto mais rápido o reparo, menor a perda real e, consequentemente, menores as perdas totais (RECESA, 2008).

32 Controle e detecção de vazamentos Segundo Coelho (2001), o controle de vazamento deve ser capaz de localizar e consertar vazamentos existentes na rede de distribuição de água, considerando todos os pontos localizados ou informados pela população e conferindo os nãos aparentes, ou seja, aqueles que não afloram, porém detectados por técnicas ou equipamentos acústicos e eletrônicos. As soluções pertinentes ao controle ativo de vazamentos não visíveis e fugas constituem em realizar pesquisas com equipamentos de identificação de ruídos. Quanto maior for à frequência desta atividade maior será a taxa de vazão anual recuperada (COPASA, 2003). Conforme Coelho (2001), a metodologia mais utilizada para o controle ativo de vazamentos é a pesquisa de vazamentos não visíveis, realizada através de testes acústicos de detecção de vazamentos. Essa atividade reduz o tempo de vazamento, ou seja, quanto maior for à frequência da pesquisa, maior será a taxa de vazão anual recuperada. Muitos são os equipamentos para o teste acústico na identificação dos vazamentos não visíveis, tais como: Haste de escuta Geofones mecânicos e eletrônicos. Locadores de massa metálica. Locadores de tubulações metálicas e não metálicas. Correlacionadores de ruídos. Dataloggers (mapeamento de pressão e vazão) Gerenciamento de infraestrutura Para Tsutiya (2006), no sistema de abastecimento de água, os principais componentes responsáveis pelos vazamentos são as tubulações. O gerenciamento de infraestrutura está diretamente relacionado ao conhecimento dessas tubulações, sendo importante identificar o tipo e a idade do material, manutenção preditiva e preventiva, procedimento de trabalho, treinamento e etc. Os programas de manutenção frequentemente empregados para controle das perdas são os de substituição de tubulações e controle da corrosão para tubulações metálicas. Quanto aos outros métodos utilizados para melhoria da infra estrutura do sistema, podemos citar a manutenção periódica, a substituição e a reabilitação de tubulações (RECESA, 2008).

33 33 Através da Figura 6 podemos verificar as principais ações para combater os vazamentos visíveis e não visíveis. Figura 6 Síntese das ações para o controle e redução de perdas reais Fonte: Tardelli Filho (2006) Segundo Gomes (2009), em países que os sistemas de abastecimento de água apresentam baixo índice de perdas, existe um controle operacional monitorando on-line variáveis na pressão, vazão e nível, capaz de antever anomalias no sistema de distribuição, baseando-se em dados históricos. 2.6 COMBATE PARA REDUÇÃO DE PERDAS APARENTES Segundo PNCDA (2007), as perdas aparentes no Brasil representam até 50% do percentual de água faturada. Essas perdas dependem dos critérios de dimensionamento, manutenção preventiva de hidrômetro, e de procedimentos comerciais e de faturamento, que necessitam de um gerenciamento integrado. Assim como as perdas reais possuem uma forma de controle, as perdas aparentes também dispõem de um diagrama similar, compostos também por quatro ações básicas, conforme mostra a Figura 7.

34 34 Figura 7 Componentes do controle e redução de perdas aparentes Fonte: Adaptado de RECESA, O efeito das perdas aparentes na gestão da empresa tem caráter financeiro que incide diretamente no preço de venda da água tratada ao consumidor. Esse efeito tem ainda consequências mais sérias quando associado a um outro fator importante relativo ao volume faturado de esgotos, o qual, geralmente, é faturado a partir do volume de água medida. Portanto, em locais onde há rede de esgotos, uma unidade de volume recuperado de perdas aparentes significa duas unidades de volume faturado (água + esgoto) (TUSTIYA, 2006). A redução das perdas aparente possibilita o aumento da receita tarifária, melhorando a eficiência dos serviços prestados e o desempenho financeiro. Além disto, a sua redução contribui indiretamente para a ampliação da oferta efetiva de água (COPASA, 2003) Redução da imprecisão dos medidores Para Lambert (2000), o dimensionamento adequado dos medidores é uma questão importante de ser verificada quando se refere às perdas aparentes. Devido à sensibilidade dos medidores, o dimensionamento se torna importante, pois, existem margens de erros significativas caso os mesmos não estejam devidamente selecionados. Hidrômetros novos podem apresentar níveis de incerteza em torno de 2%, enquanto hidrômetros em uso podem gerar erros de até 5% (TSUTIYA, 2006).

35 Macro medição De acordo com PNCDA (2009), macromedição é o conjunto de medições realizadas no sistema de distribuição de água, desde a captação do manancial até as extremidades de jusante da rede de abastecimento. A aplicação deve ser projetada para atender as peculiaridades do sistema de distribuição de agua, capaz de medir e quantificar parâmetros como vazão, pressão, volume e nível de água. Conforme RECESA (2007), a macromedição gera os números que serão referenciais de todas as análises de perdas no sistema de abastecimento de água, os pontos de medição podem ser permanentes ou temporários, monitorados a distância ou localmente e geralmente são instalados nos seguintes locais: Captação de água bruta; Tratamento de água ou de poços produtores; Centros de reservação e distribuição ou estações elevatórias de água; Derivações de adutoras ou sub adutoras Micro medição A medição do volume de água utilizado pelo usuário é a principal ferramenta do sistema comercial, são a partir destas medições que são emitidas as faturas individuais. Segundo Coelho (2009), a falta de eficiência da micromedição é potencializada pela falta de manutenção preventiva periódica e sistêmica, podendo comprometer o balanço hídrico e a receita da concessionaria responsável pela distribuição de água Medidor de volume O Medidor de volume de água potável é um instrumento destinado a medir continuamente, memorizar e exibir o volume de água que escoa através do transdutor de medição, doravante denominado medidor. O medidor inclui, no mínimo, um transdutor de medição, um dispositivo calculador (inclusive dispositivos de ajuste ou correção, se houver) e um dispositivo indicador. Os referidos dispositivos podem estar acondicionados em diferentes invólucros (INMETRO Fl. 2 da Portaria nº 436 /Presi, de 16 /11 /2011).

36 Qualificação da mão de obra A qualificação da mão de obra envolve a seleção, treinamento especializado dos profissionais que fazem a leitura dos hidrômetros, a gestão comercial e a instalação, calibração e manutenção dos medidores (TSUTIYA, 2006) Combate às fraudes e ligações clandestinas Segundo RECESA (2008), os consumos clandestinos são caracterizados por: Emprego de tubulação lateral ao medidor onde parte da água passa sem ser medida (by-pass). Ligação clandestina conectada diretamente na rede distribuidora. Violação de hidrômetros. Violação de corte. Ativação de ligações inativas sem permissão do prestador de serviço público de abastecimento de água. Para Tsutiya (2006), a redução de fraudes envolve as ações de inspeção de ligações suspeitas de haver interferência na contabilização do consumo de água e as medidas de proibição dessa prática. De acordo com Tardelli Filho (2006), ao constatar a fraude, a prestadora de serviço de distribuição de água pode tomar as seguintes linhas de atuação: Efetuar a regularização da ligação clandestina, adotando os procedimentos administrativos por meio de negociações diretas com o consumidor e aplicando as multas contratuais cabíveis. Solicitar apoio policial para início dos processos jurídicos e comerciais pertinentes. Conforme COPASA (2003), algumas ações podem ser aplicadas para identificar e eliminar os consumos não autorizados (CNA), trazendo benefícios para as prestadoras de serviço e os consumidores, a Tabela 7 apresenta algumas ações e seus benefícios.

37 37 Tabela 7 - Ações para identifica e eliminar CNA e seus benefícios AÇÕES BENEFÍCIOS Identificação e eliminação de possíveis fraudes Redução de custos de manutenção; em imóveis factíveis de água; Aumento da receita tarifária; Identificação e eliminação de ligações Melhoria da eficiência dos serviços clandestinas; prestados e do desempenho financeiro; Identificação e eliminação de fraudes em A sua eliminação/redução contribui clientes reais, by- pass e violação de lacre; indiretamente para a ampliação da oferta Identificação e eliminação de furtos em efetiva de água (atendimento de novos reservatórios, em equipamentos e acessórios do consumidores). sistema de redes, em hidrantes entre outros. Fonte: Adaptado de RECESA, Melhorias no sistema comercial Para RECESA (2008), algumas causas das perdas de água estão relacionadas com o gerenciamento global dos consumidores e ligações domiciliares, que podem ser monitorizadas por um eficiente sistema comercial. Esse gerenciamento deve englobar: Confiabilidade da micromedição (aferição e manutenção). Confiabilidade das estimativas de consumo. Situação das ligações ativas ou inativas. Situação das ligações clandestinas. Situação das fraudes e irregularidades. A gestão das atividades comerciais da companhia exige sistemas de informação e controle adequados, tais quais envolvem programação das leituras, apuração do consumo através de leitura ou por via telemétrica, emissão de contas e geração de relatórios gerenciais, o acatamento do pedido de ligação do cliente, cadastramento comercial da ligação após sua execução (TSUTIYA, 2006). Na Figura 8, são citadas as principais medidas preventivas e corretivas utilizadas pelas prestadoras de serviços de saneamento para o controle e redução de perdas aparentes.

38 38 Figura 8 Síntese das ações para o controle e redução de perdas aparentes Fonte: Tardelli Filho, 2006.

39 39 3 DADOS GERAIS DO SISTEMA EM ESTUDO O trabalho foi desenvolvido pela empresa Tubarão Saneamento, Situada a 220 km ao sul de Florianópolis capital de Santa Catarina, concessionária responsável pelo tratamento, monitoramento da qualidade da água e distribuição de água potável aos moradores de Tubarão desde 01 de março de 2012, com prazo de concessão de 30 anos. A Figura 9 apresenta a área ocupada pela cidade de Tubarão. Figura 9 Área ocupada pela cidade de Tubarão. Fonte: Google Maps, Processo e Localização da Captação Segundo dados fornecidos pela empresa Tubarão Saneamento SA, a Captação situa-se na SC 390, o sistema de captação conta com três bombas com 250,00cv, 1781rpm

40 40 (figura 10), com vazão máxima de 410 l/s (limitada pela capacidade da ETA), a água é captada do rio Tubarão (manancial superficial) e bombeada até a estação de tratamento de água (ETA) por duas tubulações subterrâneas de 400mm e 350 mm, ao longo da SC 390 até a rua Fortunato Brunato, onde é subdividida em três redes uma de 400 mm e duas de 350mm e seguem até as ruas Paulo A. dos Santos e Dorvino Coradini chegando até a calha Parshall ponto de entrada da ETA. Figura 10 Bombas de captação de agua Bruta. Fonte: Tubarão Saneamento, Em caso de falta de energia e nos horário de ponta, A captação conta com dois grupos geradores de energia elétrica movida por motores à combustão que mantem o sistema funcionando e reduzindo os custos de energia elétrica na captação, sendo esse o ponto de maior consumo da empresa. A empresa divulga que: Foram implantados, no primeiro ano de concessão, três geradores: um na Estação de Tratamento de Água (ETA) e dois na Captação de Água. A água é recalcada por meio de elevatórias, que são alimentadas por energia elétrica. Quando ocorria interrupção no fornecimento, sem aviso prévio ou até mesmo pelas condições climáticas, a estação ficava sem energia, e consequentemente parava de funcionar. Com os geradores este problema foi eliminado. Na Figura 11 podemos visualizar no mapa parte do manancial que fornece água para o sistema de abastecimento de Tubarão e o ponto de captação de água.

41 41 Figura 11 Localização do manancial e ponto de captação. Fonte: Google Maps, Estação de Tratamento de Água e suas Abrangências A água proveniente da captação do rio Tubarão é recalcada através de bombas, que enviam essa água aduzida até a Estação de Tratamento, localizada na Rua Dorvino Coradini 172, conforme visualizado na Figura 12. Figura 12 Localização da ETA. Fonte: Google Maps, A estação de tratamento possui capacidade para tratar 410l/s de água bruta, porém na grande maioria do tempo a ETA utiliza 90% de sua capacidade, em torno de 370 l/s, o suficiente para manter a demanda da cidade nos dias de semana (de segunda a sexta-feira),

42 42 exceto nos casos esporádicos como feriados ou finais de semana, onde pode utilizar 100% de sua capacidade. Através da figura 13 podemos visualizar a estação de tratamento Figura 13 Estação de Tratamento de Água. Fonte: Tubarão Saneamento, Armazenamento da Água e Manutenção de Pressões O município de Tubarão possui quatro grandes reservatórios em funcionamento, totalizando 8 milhões de litros de agua reservadas, três reservatórios semi enterrados estão situados juntamente com a ETA no bairro Fábio Silva e armazenam quatro milhões de litro de água, estes reservatórios são conhecidos como R0, R1 e R5. O outro reservatório, conhecido por R2, é do tipo apoiado e está localizado no Bairro Dehon, Rua Padre Dionízio da Cunha Laudt, ao lado da UNISUL. Podemos melhor entender o posicionamento dos reservatórios na Figura 14.

43 43 Figura 14 Localização dos Reservatórios. Fonte: Google Maps, Esses reservatórios tem a finalidade de armazenar água e manter a pressão constante na região de distribuição criando também a possibilidade de pequenas manutenções onde a estação de tratamento ou captação precisa ser desligada momentaneamente sem prejudicar o abastecimento da cidade Rede de distribuição A cidade de Tubarão conta com mais de 500km de redes de distribuição e fornece agua também para dois municípios vizinhos. A figura 15 demonstra grande parte das tubulações do município.

44 44 Figura 15 Distribuição das redes da cidade. Fonte: Tubarão Saneamento, 2015.

45 45 4 ESTUDO DE CASO Foi escolhido para estudo de caso o bairro Fabio Silva localizado na cidade de Tubarão, cujo sistema de abastecimento de água é operado pela empresa Tubarão Saneamento SA. A rede de distribuição de água no Bairro em estudo vem sendo ampliada conforme a liberação da prefeitura de novos loteamentos e hoje conta com aproximadamente 8,7km. A área de estudo é considerada pequena, facilitando assim a quantificação e controle das perdas, a Figura 16 apresenta a localização do bairro Fabio Silva na cidade de Tubarão. Figura 16 Localização do bairro Fabio Silva na cidade de Tubarão. Fonte: Google Earth, A empresa deu a nomenclatura ERAT R5 para esta área, o setor da ERAT R5 possui algumas características singulares que incluem fatores geográficos que serão abordadas com o decorrer dos estudos. O bairro Fábio Silva por se tratar de uma região acima do nível dos reservatórios da Tubarão Saneamento, com uma altura de pico de aproximadamente 50m acima do nível da (ETA), impossibilita utilizar a gravidade como recurso para a distribuição de água na região, sendo assim, necessita utilizar o método de bombeamento que consiste em elevar a pressão da água de aproximadamente 3 m.c.a para 65 m.c.a (com vazão média de 5l/s), chegando ao

46 46 valor mínimo de 10 m.c.a no ponto mais alto de abastecimento, conforme exigido pela NBR 12218/1994. Em contrapartida a região baixa do setor acaba recebendo água com pressão elevada, acima dos 50 m.c.a o que favorece a incidência de vazamentos, descumprindo a norma NBR 12218/ Acompanhamento do Projeto e Coleta de Dados Para o desenvolvimento do trabalho seguimos algumas etapas, tais como: Consulta interna na concessionária. Mapeamento dos dados. Quantificação dos pontos críticos onde apresentaram perdas de água. Medições. Praticas adotada. Tabelas e gráficos. Além das medições que havia nos bancos de dados da Tubarão Saneamento, foram acompanhadas todas as novas medições e coleta de dados com a concessionária, os quais permitiram a interpretação e comparação com os dados antigos Distrito de Medição e Controle A assessoria de comunicação da empresa explica que: A metodologia que está sendo empregada pela Tubarão Saneamento para projetar e implantar os setores é baseada na instalação de DMC s (Distrito de Medição e Controle). Os estudos de concepção dos setores e DMC s são desenvolvidos a partir do levantamento em campo, das condições reais de operação do sistema, por meio de medições de vazão e mapeamento de pressões. Cada DMC possui sistema de medição de vazão e se necessário um sistema de controle de pressão. As variáveis de pressão e vazão são monitoradas constantemente, por meio de uma metodologia de gestão simples e eficaz. Este trabalho possibilita nortear investimentos e buscar reduções, melhorando assim o abastecimento e desperdício. A prioridade é assistir regiões com maiores perdas, via monitoramento online. Após a avaliação, mapeamento e cadastro das redes do sistema de abastecimento, pôs-se em prática a confecção do DMC, foram realizados estudos detalhados da melhor forma de estabelecer setores que melhor atendessem a redução de perdas. A Figura 17 apresenta a área de implantação do DMC.

47 47 Figura 17 Área do DMC. Fonte: Tubarão Saneamento, Com os estudos concluídos iniciou-se a aquisição e instalação de macros medidores. A figura 18 mostra o modelo de macro medidor instalado. Figura 18 Macro Medidor. Fonte: Tubarão Saneamento, Várias obras foram realizadas na cidade a fim de instalar os equipamentos e implantar os DMC`s na cidade, além de algumas melhorias, como a confecção de um novo reservatório, a limpeza da rede de adução de água bruta e substituição de redes antigas. Em paralelo foi instalação o sistema de telemetria, a fim de controlar e comandar o sistema. Um exemplo do sistema de telemetria pode ser visualizado na Figura 19.

48 48 Figura 19 Painel de Telemetria. Fonte: Tubarão Saneamento, Instalação e Controle de Hidrômetros A região em estudo possui 528 ligações, onde são feitas manutenções e controle de uso dos hidrômetros. Os hidrômetros são aparelhos mecânicos, que medem o consumo da água, e, com o passar do tempo, seu funcionamento fica comprometido, havendo a necessidade de substituição por um novo equipamento. Conforme padrão da Tubarão Saneamento e recomendação do INMETRO a cada 5 anos de uso, hidrômetros utilizados para consumo maior que 10m³ mensais devem ser trocados. E a cada 7 (sete) anos para os equipamentos com consumo menor que 10m³ por mês conforme contrato de concessão Treinamento Profissional e Adoção de Novas Práticas A concessionária adotou como índices principais o Fator de Pesquisa (FP) e o Índice de Perdas na Distribuição (IPD) devido a facilidade de trabalho após a implantação do sistema de telemetria e também a agilidade em controlar os DMC`s diariamente, evitando que vazamentos perdurem por dias ou meses. Para visualizar o aumento de pressão, a equipe de campo instala os aparelhos denominados DATA LOGGER (figura 20) que realiza o mapeamento de pressão antes e após a pesquisa, mostrando assim o aumento da pressão local após os reparos na rede.

49 49 Figura 20 Data Logger instalado. Fonte: Tubarão Saneamento, A equipe de pesquisa de vazamentos recebeu instruções e foi preparada para realizar os trabalhos com maior eficiência, também foi orientando os profissionais para melhor conservação e manuseio dos equipamentos. Foram disponibilizados os seguintes equipamentos para a equipe: geofone eletrônico; válvula propagadora de ondas; medidor de pressão (mca); locador de massa metálica; roda trena; mapa resumido; planilha para mapeamento de pressão; lacres; telefone celular; máquina fotográfica; veículo e croqui base para amarração de redes e registros de manobra Excedente de Pressão na Zona Baixa Na região baixa do local do DMC ERAT R5, foram detectados altos índices de vazamentos causados, em maior parte devido ao excesso de pressão na rede de distribuição. Esse excesso é consequência da região alta do bairro, pois o mesmo recebe sua distribuição por meio de bombas, que elevam a pressão da rede para atender a pressão mínima de 10.m.c.a necessária na residência dos moradores. Em contrapartida, após o abastecimento do ponto mais alto, existe a cota mais baixa do setor, resultando em excesso de pressão na região baixa. O problema foi solucionado com a instalação de uma Válvula Redutora de Pressão (VRP). Através da Figura 21 podemos visualizar o modele de VRP instalado.

50 50 Figura 21 Válvula de Redução de Pressão Fonte: Tubarão Saneamento, O Gráfico 01 mostra o comparativo da pressão local antes e após instalação da VRP. Os declínios apontados no gráfico no 5º e 6º dias foram efeito do desligamento da bomba, porém não afetaram a conclusão da eficiência da VRP. Gráfico 1 Análise de dados da utilização da VRP Fonte: Tubarão Saneamento, 2015.

51 RESULTADOS NO DMC O valor micro medido na região é de aproximadamente 7500m³ de água por mês. Nos primeiros meses após a implantação do DMC, a macro medição apontou consumo quase três vezes maior que o volume micro medido, indicando a possíveis vazamentos na região. No final de 2014 o setor apresentou um índice de perda muito elevado, seu IDP estava próximo a 60%, ou seja, um sistema com mal gerenciado. Com a definição do DMC, as equipes treinadas e a recepção de informação através do sistema de telemetria, em fevereiro de 2015 iniciou-se a pesquisa de vazamentos no setor. Tratando-se de um setor relativamente pequeno, com extensão de 8,7km de rede, a conclusão da pesquisa foi rápida, quatro dias foram suficientes para verificar 87% da região e localizar sete vazamentos no setor. Após os consertos dos vazamentos, o macro medidor registrou apenas 9500m³ no mês de março, tornando-se essa medição a meta mensal de todos os meses seguintes. O volume médio diário também teve uma redução de 22,81% em relação ao volume médio antes da pesquisa no DMC. Na Tabela 8 é possível identificar que não foram constatadas fraudes e irregularidades, apontando os vazamentos visíveis como fator de maior peso nas perdas da região.

52 52 Tabela 8 Dados da Pesquisa Dados da Pesquisa RESUMO DE PESQUISA DMC FÁBIO SIVLA Extensão Total de Rede no DMC (km) 8,74 Período (dias) 4 Extensão Total Percorrida Pela Pesquisa (km) 7,6 Início 09/02/2015 Percentual percorrido 87% Fim 12/02/2015 Período de correção Total de Ligações 528 (dias) 1 Início 03/03/2015 Dias Corridos da Pesquisa 22 Fim 03/03/2015 Vazamentos Vaz. não visíveis apontados: 1 Vaz. visíveis apontados: 6 Vaz. não visíveis constatados: 1 Vaz. visíveis constatados: 6 Fraudes e Irregularidades Fraudes apontadas 2 Irregularidades apontadas 0 Irregularidades Fraudes constatadas 0 constatadas 0 Indicadores Vazamento/KM: 0,79 KM/DIA: 87% SFPA VNV: 100% Assertividade VNV: 100% SFPA VV: 60% Assertividade VV: 100% Volumes FRAUDES/LIG: 0,00 Média de Volumes Macromedido Antes de Depois da Pesquisa Antes da pesquisa Durante a pesquisa Após conserto de vazamentos encontrados Percentual de Redução 22,81 % Fonte: Tubarão Saneamento, ,53 m³ /dia em média. 368,09 m³ /dia em média. 320,73 m³ /dia em média.

53 53 Após os consertos dos vazamentos, o IPD chegou a 27% e o FP em 0,25 (média). Com os dados atingidos a pesquisa poderia passar para outro setor, porém o monitoramento do mesmo continuaria sendo executado diariamente. Em maio do mesmo ano o FP novamente passou da media de 0,25 para 0,37 depois para 0,41 e 0,44. Indicando novos vazamentos no local, a equipe de pesquisa foi acionada novamente para procurar o vazamento no DMC, em menos de três horas o vazamento foi localizado e o conserto foi realizado no dia seguinte, trazendo novamente o FP para 0,25. Com o monitoramento do local a equipe foi chamada outras duas vezes no setor para localizar novos vazamentos em 2015, esse fato se repete em todos os bairros que já passaram por esse processo, ou seja, o monitoramento diário indica o possível vazamento e a equipe é acionada para localiza-lo. A figura 22 ilustra um dos vazamentos localizados no DMC no final da Rua Altamiro Guimarães. Figura 22 Vazamento de Rede. Fonte: Tubarão Saneamento, Após a execução dos consertos, o volume médio diário teve uma redução de 22,81% em relação ao volume médio antes da pesquisa no DMC. No Gráfico 2 podemos visualizar o volume médio anual.

54 54 Gráfico 2 Volume médio diário Fonte: Tubarão Saneamento O gráfico 03 indica a eficiência do controle de perdas adotado pela concessionária mantendo a média anual no DMC nos anos subsequentes a realização da pesquisa de vazamentos. Gráfico 3 Volume médio anual Média Anual (m³) Fonte: Tubarão Saneamento, Benefícios da Realização do Projeto Com a redução de perdas em prática, alguns insumos apresentam redução no consumo, um bom exemplo é a redução da agua captada, ou seja, um efeito em cascata: Redução do consumo de energia elétrica; Redução de aplicação de produtos químicos; Redução de manutenções dos equipamentos; Melhor aproveitamento dos recursos.