ESTUDO DE SETOR TÍPICO DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

ESTUDO DE SETOR TÍPICO DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Adalberto Cavalcanti Coelho Graduado em Engenharia Civil, pós-graduado em Recursos Hídricos obtendo o grau de Master Sc pela UFPB, empregado da COMPESA desde março de 1996 dentre as quais Chefe da Coordenadoria de Pesquisas e Desenvolvimento, Gerente de Faturamento, Gerente de Comercialização. Consultorias prestadas a diversos organismos a nível nacional e internacional. Endereço: Rua Professor Gastão Vilarim, 102 - Bairro Jardim Atlântico - Olinda - PE - CEP: 53140-360 - Brasil - Tel/Fax: (081) 432-2688 - e-mail: cavalc@elogica.com.br RESUMO O estudo de setores típicos de abastecimento tem-se constituído no momento numa estratégia muito adotada para o conhecimento com profundidade dos aspectos que condicionam o funcionamento de um setor da rede de distribuição de água. Desta forma, com o conhecimento da situação real que operam as redes de distribuição de água podem ser estabelecidas políticas que permitam otimizar a operação em termos técnicos e comerciais, de forma a facilitar a viabilidade econômica/financeira da Empresa. É comum no Brasil, empresas de saneamento básico operando com índice de perdas entre 40 e 50%, e se considerarmos o que estas são industrias de beneficiamento de água, é inaceitável, principalmente considerando a crise econômica mundial hoje vivida. Apesar destes elevados índices de ineficiência pouco tem-se feito, em termos de pesquisas, para investigar quais as causas deste elevado índice e procurar sanar os problemas na sua origem. O presente trabalho apresenta os resultados obtidos com um setor típico de abastecimento na cidade de Olinda, Vila do 7 o RO. PALAVRAS-CHAVE: Pesquisa em Setor Típico, Perdas de Água, Água não Contabilizada, Otimização da Operação, Economia de Água. OBJETIVO Estudo de um Setor Típico de Abastecimento de Água na cidade de Olinda, com vistas a determinação do volume não contabilizado(perdas), identificando suas causas e respectivos pesos e assim obtendo os subsídios necessários ao desenvolvimento de ações que conduzam a otimização técnico/comercial. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1171

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Os principais objetivos específicos que foram estabelecidos no desenvolvimento da presente pesquisa foram os seguintes: Determinação do volume de água não contabilizado no setor; Determinação das causas com as suas respectivas valoração; Estudo da distribuição de água e do comportamento das vazões no setor; Considerações sobre o consumo mínimo noturno; Estudo das vazões de consumo nas ligações prediais; Estudo da precisão dos hidrometros instalados; Determinação das perdas nos hidrometros por sub-medição; Identificação de usuários clandestinos; DEFINIÇÕES BÁSICAS Setor Típico de Abastecimento Corresponde a um setor da rede de distribuição de água completamente isolado, com características econômico/sociais próprias, cujo volume de água distribuído é medido, de forma seja possível estudar em detalhes o funcionamento do mesmo sob os pontos de vistas técnico e comercial. Volume de Água Não Contabilizada(Perdas) Corresponde ao volume de água não contabilizada pelos hidrometros prediais, representando perdas de água e de faturamento para a Empresa Prestadora de Serviço. Consumo Mínimo Noturno Corresponde ao consumo de mais baixo valor que ocorre durante algumas horas da madrugada quando o consumo predial é mínimo. Nos países europeus este indicador é utilizado para quantificar as perdas na rede de distribuição de água. Sub-medição Para a empresa representa a perda devido a imprecisão do medidor, devido a: desgaste da máquina, qualidade da água, má seleção ou mau dimensionamento. SELEÇÃO DO SETOR TÍPICO O setor típico em estudo foi selecionado considerando-se a sua homogeneidade como representante de um extrato social determinado e considerando-se que esta área é bem abastecida. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1172

METODOLOGIA UTILIZADA NA PESQUISA Consistiu em, após o isolamento completo do setor em estudo, controlar os consumos com um macro-medidor instalado na saída do reservatório. Estudou-se uma amostra aleatória de 100 usuários realizando rigorosa inspeção para verificar as causas das perdas comerciais. Os medidores padrões foram instalados na parede externa das casas, permitindo detectar os desvios fraudulentos existentes. Os hidrômetros padrões foram também utilizados para determinação das perdas por submedição. CARACTERIZAÇÃO DO SETOR DE ABASTECIMENTO ESTUDADO Quanto a composição do mercado consumidor O setor típico selecionado esta localizado na zona norte da Região Metropolitana do Recife, na cidade de Olinda em local denominado Vila da COHAB 7º RO. As caracteristicas sócio-econômicas corresponde a classe média baixa. A composição do mercado consumidor em consideração é formado por 867 ligações de água nas seguintes categorias : Residencial: 831 ligações de água/esgotos Comercial: 19 ligações de água/esgotos Industrial: 3 ligações de água/esgotos Publico: 1 ligações de água/esgotos Misto: 13 ligações de água/esgotos TOTAL 867 ligações de água/esgotos A Vila COHAB 7º RO é toda coberta por rede de esgotos sanitários. Durante o desenvolvimento da pesquisa a temperatura situou-se entre 22 e 32º C. Quanto a distribuição dos consumos por faixa Em seguida passaremos a apresentar o quadro de consumo por faixa para todos os usuários do setor típico em estudo. Este quadro corresponde ao consumo cobrado na vila do 7º RO, em setembro de 1998, antes de qualquer ação corretora. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1173

ANÁLISE DO CONSUMO POR LIGAÇÃO COM HIDRÔMETRO FAIXA DE CONSUMO - ORDEM CRESCENTE SETEMBRO/1998 Classe LIGAÇÕES CONSUMO (m³) Média por Nº % Parc. % Acum. Medido % Parc. % Acum. Ligação (m³) 0-10 254 29,3% 29,3% 1257 6,5% 6,5% 5 11-20 260 30,0% 59,3% 4022 20,7% 27,2% 15 21-30 223 25,7% 85,0% 5353 27,6% 54,8% 24 31-50 101 11,6% 96,7% 3857 19,9% 74,7% 38 51-90 18 2,1% 98,7% 1105 5,7% 80,4% 61 91-210 3 0,3% 99,1% 393 2,0% 82,5% 131 211-400 4 0,5% 99,5% 1255 6,5% 88,9% 314 401-1000 4 0,5% 100,0% 2144 11,1% 100,0% 536 TOTAL 867 100,0% 19386 100,0% 22 CARACTERISTICAS DO SISTEMA PRODUTOR O sistema produtor atual é simplificado consistindo de um poço profundo com 220 m de profundidade e capacidade produtora de 56.m3/hora, o qual abastece um reservatório superior com capacidade 200 m3 o qual se encontra na parta mais alta do setor. Toda a distribuição é efetuada a partir deste reservatório superior. O sistema de bombeamento funciona praticamente 24 horas por dia. CARACTERÍSTICAS DA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA A rede de distribuição de água do setor típico em estudo tem a conformação apresentada na Figura 1 e é composta dos seguintes materiais: 1485 metros CA 100 mm 3285 metros CA 50 mm 225 metros PVC 75 mm 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1174

Figura 1 Planta da rede de abastecimento de água do setor de abastecimento em estudo. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1175

ATIVIDADES DESENVOLVIDAS As atividades desenvolvidas no desenvolvimento da presente pesquisa estão listadas na seqüência : 1. Ações físicas de isolamento da rede de distribuição de água do setor em estudo; 2. Especificação e aquisição de macro-medidores; 3. Instalação de macro-medidor na saída do reservatório de distribuição; 4. Atualização do cadastro de usuário da área de estudo; 5. Atualização do cadastro da rede da área trabalhada; 6. Instalação de macro-medidor na saída do reservatório; 7. Especificação e aquisição dos hidrometros Classe Metrológica C; 8. Definição das normas e instruções da instalação dos hidrometros; 9. Instalação dos hidrometros padrões; 10. Acompanhamento dos volumes distribuídos com utilização de Data Logger; 11. Acompanhamento dos volumes registrados nos hidrometros padrões e nos antigos; 12. Pesquisa de vazamentos aparentes; 13. Identificação das principais causas dos vazamentos; 14. Análise dos resultados obtidos RESULTADOS OBTIDOS ESTUDO DOS VOLUMES DISTRIBUÍDOS INSTRUMENTAÇÃO Para a realização da macro-medição foram instalados dois macro-medidores, sendo na tubulação de saída do reservatório superior foi instalado um hidrômetro tipo turvina, modelo COSMOS WSD de 150 mm de diâmetro, com saída eletrônica para leitura com Data Logger, ambos de fabricação da Meinecke de procedência alemã. A medição da produção (do poço) foi efetuada com um hidrômetro de turbina horizontal, de 150 mm de diâmetro, modelo WORTEX da Schulumberger equipado com Sensor de Detecção Cyble, que permite a leitura com Data Logger. Data Logger modelo Cosmos com duas saídas de fabricação da Meinecke, Alemanha. Proteção IP 68. Possibilidade de leitura simultânea de vazão e pressão. Software para análise e tratamento dos dados fornecido pela Meinecke, Alemanha. CURVA DE CONSUMO DO SETOR TÍPICO O setor em consideração tem um abastecimento regular durante as 24 horas do dia, salvo algum problema no poço que abastece a área. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1176

O gráfico apresentado na Figura 2 mostra o comportamento típico da curva de consumo para o setor em estudo. De acordo com uma análise do gráfico observa-se o comportamento dos consumos entre os dias 7 e 14 de outubro de 1998. Os consumos determinantes para o período foram : Consumo mínimo do setor no período Qmin = 31,895 m3/h, ocorrida as 1,45 h de 09/10/1988. Consumo máximo do setor no período Qmax = 74,767 m3/h, ocorrida às 8,00 h do dia 10/10/1998. Consumo médio do setor no período Qmédia = 52,758 m3/h Figura 2 - Curva das vazões na saída do reservatório elevado de alimentação da rede. Os indicadores de consumo da área são apresentados em seguida: Q min 31,895 m3/h 100 x --------------- = 100 x ----------------------- = 36,27 % Qmed 52,758 m3/h Qmax 74,767 m3/h 100 x ------------ = 100 x --------------------- = 141,71 % Qmed 52,758 m3/h 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1177

Considerações sobre o consumo mínimo noturno Na Europa o consumo mínimo noturno é um indicador de vazamentos na rede de distribuição. Nos países daquele continente não se utilizam reservatórios domiciliários dotados de bóia como é o caso da nossa região. Durante a pesquisa verificou-se que, na madrugada, conforme indicou os Data Logger's instalados nos ramais prediais das residências, muitos reservatórios domiciliares controlados por bóia mecânica estão enchendo. Portanto, a analise deste indicador deve considerar que os consumos durante a hora de mínimo noturno são compostos por vazamentos e das vazões de alimentação dos reservatórios domiciliares dotados de flotador. Este fato pode ser observado na curva de consumo predial apresentada na Figura 3, obtida com utilização de Data Logger Figura 3 - Curva típica do consumo predial de usuário Rua Solidonio Leite, Vila COHAB 7º RO. AVALIAÇÃO DOS CONSUMOS REGISTRADOS PELOS MICRO-MEDIDORES Para avaliação da perda por sub-medição da micro-medição foi utilizado o método do hidrometro padrão, ou seja instalação de um medidor de elevada precisão em série com hidrômetro existente no ramal predial, confrontando o volume registrado por este com o volume registrado no medidor antigo. Como o padrão de instalação dos hidrometros para esta vila é o de instalação no jardim com cavalete e caixa de proteção de concreto, para evitar qualquer by-pass existente no jardim, falseando o resultado dos consumos registrados no hidrômetro padrão, os hidrômetros foram instalados na parede frontal ao prédio conforme mostra a Figura 4. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1178

Figura 4 - Padrão de instalação do hidrometro padrão nos usuários pesquisados. Instrumentos utilizada para a avaliação dos consumos Para hidrômetro padrão foram utilizados 100 hidrômetros velocimétricos, tipo mono-jato, modelo Flostar, Classe Metrológica C, de fabricação da Schlumberger, procedência francesa. Para o estudo das vazões de consumo, foram adquiridos 12 sensores de detecção Cyble do mesmo fabricante. Para o estudo de vazões também foi utilizado hidrômetro do tipo volumétrico, Classe Metrológica C, Modelo 610 de fabricação da firma francesa Socam. Para os estudos de vazões também foram utilizados Data Logger s de fabricação da Meinecke, Alemanha. DETERMINAÇÃO DO VOLUME DE ÁGUA NÃO CONTABILIZADO (PERDAS) NO SETOR De acordo com os dados referente ao mês de setembro os volumes faturados e distribuídos estão apresentados a seguir: Volume faturado: 19.386 m³ Volume distribuído: 38.160 m³ 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1179

Água não contabilizada: 49,20 % CLASSIFICAÇÃO DAS PERDAS Perdas Comerciais A partir do volume de perdas comerciais obtidos dos 100 usuários inspecionados e medidos com hidrômetros padrão fez-se a estimativa das perdas ditas comerciais ou seja ocorridas no usuário final. Perdas comercias: 64,5 % do volume faturado 32,51 % do volume distribuído Perdas Físicas As perdas físicas representam 16,69 % do volume distribuído. CAUSAS DAS PERDAS COMERCIAIS As causas das perdas ditas comerciais foram as seguintes: Existência de by-pass do hidrômetro 23% dos usuários Hidrômetro invertido 15 % dos usuários Hidrômetro parado 11% dos usuários Ligação clandestina 5% dos usuários A perda por sub-medição encontrada correspondem a 6% do volume faturado. CAUSAS DAS PERDAS FÍSICAS As principais causas das perdas físicas foram: Pouca profundidade da vala Material de má qualidade Efeito do tráfego Não foi possível quantificar o peso de cada item no percentual geral. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Dos trabalhos desenvolvidos durante a pesquisa podemos concluir pelas seguintes recomendações principais: a) Garantir nas empresas se saneamento básico a existência de um sistema eficiente de macro-medição como única forma de conhecer o balanço de água não contabilizada no dia a dia de forma a que sejam tomadas as ações corretoras necessárias a sua redução. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1180

b) Implantar nestas empresas um programa de manutenção preventiva de hidrômetros que vise garantir a sua precisão e assim evitar as perdas por sub-medição. c) Utilizar hidrômetros de classe metrológica adequada as vazões de consumo dos usuários de um determinado setor típico de abastecimento. d) Garantir a atualização periódica do cadastro de usuários como forma de que sejam reduzidas as perdas de faturamento devido a usuários clandestinos e/ou com categorização incorreta. e) Garantir a aquisição e utilização de materiais destinados aos ramais prediais de água e a rede de distribuição sejam de boa qualidade. f) Garantir a execução de ramais prediais de água e da rede distribuidora dentro de normas técnicas adequadas de forma que seja assegurada a sua estanqueidade por longo tempo. g) Considerando o elevado índice de perdas devido a existência de desvio fraudulento do hidrômetro, estes devem ser instalados na parede frontal da casa de forma a dificultar esta ação; h) Todos os hidrômetros devem ser selados ao ramal predial para evitar sua inversão; i) A confrontação dos volumes macro e micro medidos indicará a necessidade de ações comerciais e de manutenção para reduzir o volume de água não contabilizado; j) Os hidrômetros classe C são mais precisos, no entanto, são mais afetados pela má qualidade da água, paralisando-se mais freqüentemente; k) Nos casos em que a água contenha turbidez, os hidrômetros multi-jatos apresentam erros negativos nas baixas vazões, em contrapartida, nas vazões maiores apresentam erros positivos, devido obstrução dos furos da câmara de injeção. BIBLIOGRAFIA 1. AWWA, Sizing Limes And Meters - Manual M22, USA, 1975 2. AWWA, Water Meter, Selection, Instalation, Testing And Maintenance - MANUAL M6, Denver USA, 1986. 3. COÊLHO, ADALBERTO CAVALCANTI, Medição de Água, Política e Prática, Recife - Pernambuco, Fevereiro de 1997. 4. Consórcio Francês-Peruano BCOM-OIST, Los Setores Piloto - Metodologia - Avance Implantación, Lima - Peru, Dezembro de 1997. 5. Consórcio Francês-Peruano BCOM-OIST, Diagnóstico Del Setor Piloto Emapa San Martin, Lima - Peru, Maio de 1998. 6. GOMEZ, BERNARDO, Instalacion de Medidores de Água em Edifícios Multi-familiares - CEPIS/OPS, Agosto de 1981. 7. MEINECKE, Manual do Datta Logger CDLwin, Julho de 1998 8. MONTENEGRO, MARCOS HELANO F., Medição de Vazão em Ligações Prediais - IPT - Instituto Tecnológico de São Paulo - Agosto de 1994. 9. MONTENEGRO, MARCOS HELANO F., Sistemas de Produção e Distribuição de Água REVISTA DAE, Dezembro de 1984. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1181