A RELAÇÃO ENTRE A READEQUAÇÃO DO PARQUE DE HIDRÔMETROS E O DESEMPENHO DA MICROMEDIÇÃO EM UM DISTRITO PITOMÉTRICO

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1 A RELAÇÃO ENTRE A READEQUAÇÃO DO PARQUE DE HIDRÔMETROS E O DESEMPENHO DA MICROMEDIÇÃO EM UM DISTRITO PITOMÉTRICO Ricardo Hübner Mestre em Engenharia Ambiental UFSC Universidade Federal de Santa Catarina, Engenheiro Civil FURB Universidade Regional de Blumenau. Trabalha desde 12 de dezembro de 2002 no SAMAE - BLUMENAU / SC e hoje exerce a função de Coordenador de Serviços. Cristovão Pereira Silva Técnico em Saneamento ETF- SC - Escola Técnica Federal de Santa Catarina. Trabalha desde 13 de setembro de 1993 no SAMAE - BLUMENAU / SC e hoje exerce a função de Coordenador de Serviços. Adilson Grahl Júnior Estudante de Engenharia Civil FURB Universidade Regional de Blumenau - Semestre X. Trabalha desde 01 de agosto de 2002 no SAMAE - BLUMENAU / SC atuando como estagiário no Setor de Pitometria. Endereço: SAMAE Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto Setor de Projetos Rua Bahia, 1530 Bairro: Salto Blumenau - SC projesp3@samae.com.br Declaramos estar cientes do conteúdo do regulamento para apresentação de trabalhos técnicos da 34 Assembléia Nacional da ASSEMAE e acatamos as condições nele estabelecidas.

2 A RELAÇÃO ENTRE A READEQUAÇÃO DO PARQUE DE HIDRÔMETROS E O DESEMPENHO DA MICROMEDIÇÃO EM UM DISTRITO PITOMÉTRICO 1. PALAVRAS-CHAVE Hidrômetro, micromedição, readequação, perdas, distrito pitométrico. 2. OBJETIVO Este trabalho destina-se à avaliação dos resultados obtidos através da readequação do parque de hidrômetros de um distrito pitométrico situado ao sul da cidade de Blumenau, no bairro Progresso, abastecido pela rede de água do Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto (SAMAE) do município. O objetivo principal da pesquisa é a determinar a melhoria na performance do parque de micromedição através da readequação do mesmo. O estudo apresenta uma comparação entre a macromedição e micromedição, determinando o índice de perdas da região e também uma avaliação das condições do parque de medidores instalados no local contendo parâmetros como o tempo de operação dos hidrômetros, faixa de vazão, condições de instalação e o tempo de retorno do investimento para a renovação do parque. A pesquisa buscou também diagnosticar as condições dos medidores substituídos, através de ensaios em bancadas de aferição bem como analisar a readequação através do uso de equipamento adequado OBJETIVOS ESPECÍFICOS Os objetivos específicos deste trabalho podem ser assim relacionados: Determinação do índice de perdas da região. Levantamento de hidrômetros vencidos por tempo de uso. Determinação da taxa de hidrometração. Levantamento de hidrômetros operando fora da faixa de vazão recomendada pelo fabricante. Readequação dos hidrômetros. Análise dos hidrômetros retirados de campo em bancada de aferição. Análise dos resultados da troca / readequação dos hidrômetros no distrito pitométrico.

3 3. METODOLOGIA A metodologia aplicada para o trabalho apresenta-se em três etapas que podem ser definidas conforme segue: 3.1. Levantamento de Campo Determinação da região de estudo Foi adotada para o estudo uma região cujo abastecimento é realizado através de entrada única de água, caracterizando um Distrito Pitométrico, possibilitando desta forma a comparação entre os volumes macromedido e micromedido. Outro critério adotado para a escolha do local para realização dos estudos foi a quantidade de hidrômetros existentes, de forma que os dados obtidos sejam significativos em relação ao parque de medidores do município. As principais características do distrito pitométrico podem ser observadas no anexo Delimitação da área de abrangência do Distrito Pitométrico A delimitação da área de abrangência do distrito foi realizada inicialmente em base cartográfica digitalizada, conforme figura 1 em anexo, verificando-se a estanqueidade e características da rede pública de abastecimento de água. Em seguida realizou-se uma verificação e atualização da área através de visitas ao local, efetuando-se um levantamento das ruas existentes na região Obtenção de dados da micromedição Os dados de micromedição foram obtidos junto ao Setor Comercial do SAMAE, baseado nos dados levantados na etapa anterior Obtenção de dados da macromedição Para a macromedição realizou-se a instalação na rede principal de abastecimento da região um medidor/coletor/armazenador portátil de vazão Análise dos dados Nesta etapa realizou-se a análise e comparação dos dados de macromedição e micromedição para obtenção do índice de perdas do distrito pitométrico. A compatibilização do período de micromedição com o de macromedição foi feita através da média dos consumos diários dos usuários cadastrados. Avaliou-se também as condições do parque de hidrômetros da região compreendida pelo distrito pitométrico em relação ao tempo de operação, faixa de vazão e condições de instalação dos medidores conforme tabela 1. Com o objetivo de verificar as condições metrológicas dos hidrômetros instalados no local, e já vencidos por tempo de uso, selecionou-se uma amostragem dos mesmos destinada a ensaios em bancada de aferição.

4 3.3. Avaliação dos resultados Os dados obtidos na primeira fase do trabalho, antes da readequação do parque de hidrômetros, orientaram medidas que foram adotadas para a região. Uma análise das ligações demonstrou que maior parte delas possuem abastecimento indireto de água, requerendo portanto medidores com maior sensibilidade para vazões baixas. A readequação do parque foi conciliada com o programa de trocas de hidrômetros realizados pelo SAMA- E. Os dados obtidos permitiram uma comparação entre a micromediçao realizada antes e após a readequação do parque de medidores, sendo que os resultados obtidos foram positivos em relação ao volume faturado. Estes dados possibilitaram a criação de parâmetros de análise da interferência de tal ação sobre o índice de perdas, permitindo também uma avaliação do tempo de retorno para o investimento. 4. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO 4.1. Avaliação do Parque de Hidrômetros do Distrito Pitométrico Realizou-se um estudo no distrito pitométrico com o objetivo de diagnosticar as condições do parque de hidrômetros instalado. Esta avaliação teve como objetivo identificar a quantidade de hidrômetros instalados, volume micromedido, medidores vencidos por tempo de uso, hidrômetros parados, ligações sem hidrômetros e medidores instalados em locais de difícil acesso ao leiturista. O resultado desta análise mostrou que haviam 786 hidrômetros instalados. Deste total, 618 encontravam-se vencidos por tempo de uso representando 78,63 %. O consumo médio de água mensal micromedido por estes hidrômetros foi de 8155m³ sendo que 86,9% deste total foi medido pelos hidrômetros vencidos. A distribuição dos hidrômetros vencidos de acordo com a classe de vazão e ano de fabricação encontrava-se conforme mostra a tabela que segue. Hidrômetro Qtidade % Volume Micromedido (m³) A77 1 0,2 0 0 A89 1 0,2 5 0,07 A ,04 Y93 1 0,2 0 0 Y94 1 0,2 9 0,13 A ,43 A ,17 A ,16 Total Tabela 1. Hidrômetros vencidos por tempo de uso Fonte: Setor Comercial do SAMAE Blumenau % Após o diagnóstico do parque de hidrômetros, partiu-se para o dimensionamento dos medidores que iriam substituir àqueles vencidos por tempo de uso. O método utilizado para este dimensionamento é descrito no item 4.2 que segue.

5 4.2. Dimensionamento dos Hidrômetros O levantamento previamente realizado no ano de 2003 mostrou um índice de perdas igual a 25,52. Após realizou-se um levantamento do número de medidores vencidos por tempo de uso. A substituição destes hidrômetros foi então conciliada a um estudo para verificação da influência da submedição destes hidrômetros sobre o índice de perdas. Também foi avaliada no mesmo trabalho a interferência do uso de hidrômetros com maior sensibilidade para vazões baixas que caracterizam o consumo da região. O dimensionamento de um medidor consiste na determinação do aparelho a ser instalado em uma ligação específica, de forma que o mesmo opere dentro da faixa de vazão ideal para a qual ele foi projetado. Para isto, é recomendado que o dimensionamento seja fundamentado nas vazões nominal, mínima e máxima, às quais o medidor estará sujeito. Conforme COELHO, 1996 a vazão mínima é aquela a partir da qual, de acordo com as normas técnicas, a precisão da medição deve ser garantida. Abaixo desta, os erros poderão ser superiores a 50% do volume que atravessa o medidor, em alguns casos podendo inclusive o hidrômetro ficar parado. O dimensionamento é necessário para ligações novas ou readequações de ligações já existentes. Conforme citação no Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água (PNCDA), são consideradas as seguintes metodologias para o dimensionamento dos medidores: Dimensionamento por vazão estimada Dimensionamento por categoria de consumo Levantamento direto do perfil de consumo Redimensionamento Segundo o PNCDA, o método de dimensionamento mais indicado é o Dimensionamento por Levantamento Direto do Perfil de Consumo. Este método porém é oneroso para ser aplicado a todos os usuários, sendo recomendado apenas para grandes usuários. Contudo, o método pode ser aplicado por amostragem em categorias de consumo homogêneas, por exemplo residências de uma determinada região, e seus resultados extrapolados para a categoria em função de parâmetros conhecidos, adotando-se então o método de dimensionamento por categoria de consumo, utilizando-se tabelas pré-dimensionadas. Esse método foi adotado para a região avaliada. Desta forma, instalou-se na área de estudo equipamentos para o levantamento direto do perfil de consumidores, obtendo-se curvas que mostram um histograma de consumo. Foi constatado desta forma a vazão baixa características dos abastecimentos indiretos encontrados na região Fator de pesquisa Para obtenção do índice de perdas instalou-se na rede principal de abastecimento da região um medidor/coletor/armazenador portátil de vazão. O fator de pesquisa foi obtido pela relação entre a média da vazão diária e a menor vazão noturna. Os dados foram registrados em um período de sete dias de forma a abranger as diferenças de consumo ocorridas nos diferentes dias da semana. O volume total acumulado nestes sete dias foi de 2998,5 m³ sendo o volume médio diário de 428,36m³. A tabela a seguir mostra os resultados encontrados neste estudo e as siglas utilizadas na mesma podem ser assim especificadas: MQN = Menor Vazão Noturna (l/s) QMD = Vazão Média Diária - durante 24 h (l/s) FPD = Fator de pesquisa diário

6 Data quinta feira sexta feira sábado domingo segunda feira terça feira quarta feira 29/05/ /05/ /05/ /06/ /06/ /06/ /06/2003 QMD 5,12 4,63 5,05 4,91 5,98 4,63 4,38 MQN 2,33 1,94 1,78 1,50 3,06 2,83 2,06 FPD 0,46 0,42 0,35 0,31 0,51 0,61 0,47 Vol. (m³/dia) 442,16 400,41 436,56 424,56 516,47 400,29 378,05 Tabela 2. Fator de pesquisa do distrito pitométrico Fonte: Dados levantados com equipamento de medição de vazão O fator de pesquisa geral obtido neste período foi 0,45, valor adotado para avaliação da sua relação com a readequação dos hidrômetros Avaliação das condições metrológicas dos hidrômetros substituídos As condições metrológicas dos hidrômetros retirados de campo foram avaliados em bancada de aferição. Os ensaios foram realizados por amostragem sendo realizado nas seguintes condições: Vazão mínima Vazão de transição Vazão nominal Os resultados dos ensaios mostraram que 80% dos hidrômetros avaliados foram reprovados em pelo menos um dos parâmetros. A tabela 5 em anexo mostra os resultados obtidos nos ensaios Comparação entre macromedição e micromedição Levantou-se dados referentes a macromedição e micromedição para uma comparação entre os dois valores. A diferença obtida pode ser atribuída, em parte, à submedição dos hidrômetros já vencidos por tempo de uso. A macromedição foi feita através da instalação de medidor de vazão em um TAP localizado na tubulação que abastece o distrito pitométrico. Todo o volume de água que abasteceu a área durante o período foi registrado no equipamento. O levantamento do volume micromedido foi feito através de consultas aos dados de leitura do Setor Comercial do SAMAE. Os dados obtidos podem ser observados na tabela 3 que segue: Período Avaliado 29/05/2003 a 04/06/2003 Volume Macromedido (m³) 2998,5 Volume Micromedido (m³) 2233,42 Volume Não Medido (m³) 765,08 % Não medida 25,52 Tabela 3: Comparação de macromedição e micromedição Fonte: Dados obtidos com medidor de vazão e Setor Comercial Samae Blumenau

7 4.6. Resultados da Troca dos Hidrômetros A troca dos hidrômetros proporcionou um aumento de 20,31% no volume micromedido. Esse valor foi obtido comparando-se o volume micromedido no mês anterior à troca dos hidrômetros com o posterior. Deve-se considerar que após os primeiros meses este valor pode se reduzir em função da adaptação dos consumidores ao aumento de suas tarifas. A troca dos hidrômetros baixou de 25,52% para aproximadamente 10% o volume de água não medido na região do distrito pitométrico. O volume que continuou não sendo micromedido deve-se a outros tipos de perdas como vazamentos, ausência de hidrômetros ou fraudes, tornando necessário estudos específicos para sua identificação. O tempo de retorno para o investimento na troca dos medidores ficou estimado entre 8 meses s e um ano, variando em função da adaptação dos consumidores com os valores de suas novas faturas de água. 5. CONCLUSÃO A renovação do parque de hidrômetros analisado, associada à readequação do mesmo, proporcionou resultados bastante positivos em relação à redução de perdas não físicas de água de abastecimento. Os problemas relacionados à submedição podem ser amenizados através do uso de medidores com maior sensibilidade e através de um redimensionamento dos hidrômetros, de acordo com as faixas de vazões às quais os mesmos estarão submetidos. Os dados obtidos através deste estudo comprovaram que os problemas relacionados à submedição de hidrômetros interferem significativamente sobre o índice de perdas, podendo portanto trazer retornos importantes para as empresas de saneamento caso sejam solucionados. A pesquisa mostrou também a importância da renovação constante do parque de hidrômetros, uma vez que o índice de reprovação dos hidrômetros vencidos por tempo de uso, avaliados em bancada de aferição, chegou a 80%, resultando em um volume significativo de água não faturado. O volume micromedido pelos medidores readequados apresentou um acréscimo médio superior a 20% em relação aos que encontravam-se instalados antes da readequação. Após a instalação dos novos hidrômetros pode haver a necessidade de um novo redimensionamento de alguns medidores. Isto ocorre por que em alguns casos o consumo registrado pelo novo medidor pode ser muito superior ao do que encontrava-se instalado no local anteriormente, invalidando os consumos médios utilizados para o dimensionamento do mesmo. A existência de ligações não hidrometradas na região de desenvolvimento de estudos desta natureza pode acarretar na obtenção de dados imprecisos de micromedição. Na prática as ligações não hidrometradas são computadas por média de consumos ou taxa mínima, interferindo desta forma nos resultados obtidos. Recomenda-se para a região avaliada novos levantamentos e acompanhamentos do índice de perdas. A persistência do índice de perdas próximo ao inicialmente encontrado indicará a necessidade da continuidade dos estudos através de geofonamento para detectar vazamentos, pesquisas de irregularidades e fraudes em ligações na região.

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSEMAE (org.). Anais da 6 ª Exposição de Experiências Municipais de Saneamento. ASSEMAE, Rio de Janei ro - RJ, COÊLHO, Adalberto Cavalcanti. Medição de Água, Política e Prática, Recife, NIELSEN, M.J., TREVISAN, J., BONATO, A., Medição de Água Estratégias e Experimentações. PNCDA. Programa Nacional de Combate ao desperdício de Água. Brasília DF, TOMAZ, Plínio. Previsão de Consumo de Água. São Paulo - SP, RECH, Antônio Linus. Água Micromedição e Perdas. São Paulo - SP, 1999.

9 ANEXOS Anexo 1. Resumo das características do distrito pitométrico ESPECIFICAÇÃO DADOS ANTERIORES DADOS POSTERIORES À READEQUAÇÃO À READEQUAÇÃO Ligações Predominantes da Região Residencial Residencial N de Hidrômetros Instalados N de Hidrômetros com mais de 5 anos % de hidrômetros com mais de 5 anos 78,63 2,25 N de ligações residenciais N de ligações comerciais N de ligações industriais 0 0 N de ligações sociais 7 7 N de ligações temporárias 2 2 N de ligações públicas 9 6 N de ligações escolares 0 0 Total de ligações Taxa de hidrometração (%) 90,86 91,08 Comprimento da rede principal (m) 4.209, ,00 Comprimento da rede secundária (m) , ,00 Comprimento total de rede (m) , ,00 Tabela 4. Características do distrito pitométrico Fonte: Setor Comercial e Setor de Projetos Especiais SAMAE Blumenau Anexo 2. Mapa do distrito pitométrico Figura 1. Distrito pitométrico

10 Anexo 3. Ensaios de hidrômetros em bancada de aferição HIDRÔMETRO CLASSE Pt V:2100 Qn V:1500 Qt V:150 Qmin V:40 NOTA METR. L/h L/h L/h L/h ERRO % ERRO % ERRO % ERRO % A96X A -2,7-2,85 1,5-7,5 Aprovado A96X A -0,55-1, Reprovado A91T A Reprovado A A -14,1-17, Reprovado A96X A -1,05-1, Reprovado A95X A -0,65-0,85-0,5-40 Reprovado A95X A -1,8-2, Aprovado A91T A 1,05 0, Reprovado A91T A -2,8-2, Reprovado A96X A -29,9-30, Reprovado A96X A -21,4 15,7 7,5-100 Reprovado A96X A -3,1-3, Reprovado A95X A -1,55-2, Reprovado AX A -1,35-1,75 1,35-13,65 Reprovado A96X A -3,2-4, Reprovado A96X A -1,1-1,85 1,7-15 Reprovado A96X A -1,45-4,2-0,5-17 Rerovado A96X A 0,1 0,2 3,7-4,3 Aprovado A96X A -1,95-1, Aprovado Pt V:2100 L/h Qn V:1500 L/h Qt V:120 L/h Qmin V:30 L/h ERRO % ERRO % ERRO % ERRO % A97S B 1,25 0,6 2-14,5 Reprovado Tabela 5: Ensaios de hidrômetros em bancada de aferição Fonte: Laudo de laboratório