METODOLOGIA PARA ESTUDO DE PERDAS EM SETOR DE ABASTECIENTO DE ÁGUA Eng. Adalberto Cavalcanti Coelho Resumo As perdas nas empresas de abastecimento de abastecimento de água do Brasil apresentam valores em média superiores a 40% do volume produzido. O desconhecimento profundo dos fatores que influem nestas perdas dificultam as ações corretoras e contribuem para a má operação favorecendo o desequlibrio econômico destas empresas. O presente trabalho apresenta uma metodologia para estudo de perdas num setor da rede de distribuição de água a partir de experiências realizadas no Nordeste do Brasil. Abstract The unnacounted for water in utilities of Brazil and Latin America show numbers uppers 40% of water distribuition. The present work show development of methodology for identification the cause of unnacounted for water in distribution system. Was necessary field studies of distribution system(mains records, pipe locating equipment, simple hydraulics, C value determination, pressure measurement end equipment and flow measurement and equipment). Palavras chave: setor de rede de distribuição de água, estudo de perdas, operação de rede de água.
INTRODUÇÃO Atualmente o índice de perdas nas redes distribuidores de água das empresas de saneamento básico do Brasil e da América Latina alcança valores, em média, superiores a 40% do volume produzido, tornando cada vez mais difícil o equilíbrio de pressões na rede de distribuição de água e a própria auto-suficiência econômico financeira destas empresas. Existem vários fatores que contribuem para este elevado índice, sendo pouco conhecido qual a incidência de cada um deles. O desenvolvimento de ações dirigidas à redução deste índice de água não contabilizada significará para as empresas um aumento de oferta de água e favorecerá um equilíbrio das pressões na rede distribuidora de água. Dentro deste contexto, pretende-se com a pesquisa identificar cada causa destas perdas, buscando quantificar o seu peso, e a medida do conhecimento da situação, propor estudos e ações que favoreçam a operação otimizada da rede. O presente trabalho apresenta uma metodologia para o desenvolvimento de pesquisa destinada a identificação e quantificação das causas que contribuem para as perdas na rede distribuidora de água. O Estudo de um Setor de Abastecimento de Água determinando o volume de água não contabilizada (perdas), identificando as suas causas e seus respectivos pesos, permitirá a obtenção dos subsídios necessários ao desenvolvimento de um Modelo de Redução das Perdas nos Sistemas de Abastecimento de Água. Os principais objetivos para o desenvolvimento da pesquisa em consideração são os seguintes: a) Determinação do volume de água não contabilizada; b) Determinação das suas causas das perdas com a respectiva valoração dos seus respectivos pesos; c) Pesquisa de vazamentos na rede utilizando Leak Noise Correlator ; d) Estudo das vazões de consumo nos ramais prediais do setor estudado; e) Determinação da precisão dos hidrômetros em serviço; f) Estudo das vazões de distribuição da água no setor típico; g) Estudo do consumo mínimo noturno; h) Identificação dos usuários clandestinos na área; i) Pesquisa das características sócio econômicas dos usuários do setor típico; j) Determinação das curvas de nível dos reservatórios; l) Avaliação dos coeficientes de variação horárias e diárias; m) Avaliação da efetividade do corte, identificando as causas e propondo soluções; n) Identificação de desvios fraudulentos dos hidrömetros; o)avaliação da qualidade de materiais utilizados na rede e em ramais prediais de água. DEFINIÇÕES BÁSICAS Para o melhor entendimento do desenvolvimento proposto na presente pesquisa apresentaremos na seqüência algumas definições básicas. Setor Típico de Abastecimento Corresponde a um setor da rede de distribuição de água completamente isolado, com características próprias, cujo volume de água de entrada é medido, de forma a que permita a identificação de suas reais características de funcionamento sob o ponto de vista 1
operacional e comercial. Volume de Água Não Contabilizado Corresponde ao volume de água fornecido ao setor e não faturado pela empresa de saneamento, representando então perda de faturamento. Hidrômetro Aparelho destinado a medir e indicar continuamente o volume de água que o atravessa. Data Logger Equipamento eletrônico destinado a armazenar os dados de vazões e consumos que atravessam um medidor de água num determinado período de tempo. Leak Noise Correlator Equipamento eletrônico de correlação, destinado a identificação de vazamentos na rede de distribuição de água. Consumo Mínimo Noturno Corresponde ao consumo de menor valor que ocorre durante algumas horas da madrugada, quando o consumo predial é mínimo. Este indicador está diretamente relacionado com o volume de perdas na rede de distribuição de água. Erro Absoluto É a diferença entre o volume indicado no hidrômetro e o volume de água efetivamente escoado pelo mesmo. Sub-medição Representa a perda devido a imprecisão de medição do hidrômetro. DEFINIÇÃO DAS VARIÁVEIS A SEREM OBTIDAS Determinação do volume de água não contabilizada Serão instalados macro-medidores destinados a medir os volumes de água recebidos e distribuídos ao setor de abastecimento em consideração. A partir do conhecimento dos volumes distribuídos obtidos dos macro-medidores e dos faturados obtidos do sistema comercial será obtido o índice de perdas. Determinação das suas causas das perdas com a respectiva valoração dos seus respectivos pesos Serão investigadas as características das perdas procurando-se o conhecimento de suas causas de forma que os problemas sejam atacados na sua origem. Para isto será necessário 2
o desenvolvimento de ações envolvendo aspectos técnico-operacionais e aspectos relativos ao sistema comercial. Localização e correção de vazamento na rede distribuidora de água Com a utilização de equipamentos eletrônicos serão localizados os vazamentos existentes da rede de distribuição de água, os quais serão consertados. Estudos do comportamento das vazões nos ramais prediais Através da instalação de aparelhos tipo Data-Logger serão determinados os perfis de consumo padrão dos usuários do setor em estudo, de forma que possa ser feita a comparação da características de consumo com o campo de medição dos hidrômetros. Avaliação das perdas por submedição Serão instalados medidores Classe C em série com medidores existentes de outras classes metrológicas de forma que possa ser determinadas as perdas por submedição dos hidrômetros em serviço. Estudo das vazões de consumo do Setor de Abastecimento Os estudos dos volumes e vazões de abastecimento do setor permitirá identificar o consumo mínimo noturno que representa um indicador da existência de perdas na rede de distribuição de água. Este parâmetro orientará as ações de pesquisa e os consertos de vazamentos na rede. Volume de Água Não Contabilizado Corresponde ao volume de água fornecido ao setor e não contabilizado pela empresa concessionária de água, representando perdas na rede distribuidora de água. Identificação dos usuários clandestinos Será feita uma atualização do cadastro de usuários com vistas a identificar possíveis usuários clandestinos, e correta categorização. Pesquisa sócio-econômica dos usuários do setor típico Será efetuada pesquisa com os usuários da área tendo em vista conhecer as características sócio-econômicas dos mesmos. Estudo das vazões de consumo do Setor de Abastecimento Os estudos dos volumes e vazões de abastecimento do setor permitirão identificar o consumo mínimo noturno, consumo máximo diário, consumo médio diário, parâmetros que devem orientar os estudos dirigidos a projetos e a modelagem para operação otimizada da rede. 3
METODOLOGIA DE TRABALHO A metodologia de trabalho consistirá em isolar completamente um setor de abastecimento de água com a substituição de válvulas defeituosas e instalação das necessárias. Instalação de macro-medidores na produção e na distribuição, utilizando aparelhos que permitam o acoplamento de Data Logger para o acompanhamento das vazões durante todo o período da pesquisa. Serão avaliadas as variáveis determinantes do setor antes de qualquer ação para depois das ações destinadas a redução das perdas reavaliar a situação verificando-se por comparação os benefícios técnicos, financeiros e mesmo sociais obtidos com as ações desenvolvidas. Serão localizados os vazamentos existentes na rede de distribuição de água e nos ramais prediais de água para a devida correção. Na oportunidade serão identificadas as suas causas, classificando-as com a finalidade de orientar mediadas corretoras. Serão retirados amostra dos micro-medidores existentes para efetuar os ensaios no laboratório determinando sua precisão. Serão instalados hidrômetros classe metrológica C em série com os hidrômetros existentes para avaliar qual a diferença do volume medido e assim determinar o estudo de viabilidade para utilização destes novos aparelhos. Serão instalados equipamentos Data Logger numa amostra de micro-medidores determinando-se os perfis de consumo dos usuários da área em estudo. Com o estudo do consumo mínimo noturno realizado a partir da análise das vazões do macro-medidor instalado na entrada da distribuição será verificado o índice de vazamentos existente na rede de distribuição. A partir deste conhecimento serão realizadas pesquisas noturnas de vazamentos para identificação e correção dos mesmos. Serão levantados os custos destas ações para alimentação do estudo benefício custo. O estudo de vazões dos ramais prediais, será realizado numa amostra aleatória representativa do setor. A atualização do cadastro de usuário permitirá identificar os usuários clandestinos, como também fazer a sua categorização com vista permitir a avaliação do volume de faturamento recuperado a partir das ações que serão deflagradas. A atualização do cadastro técnico da rede de distribuição de água permitirá orientar os trabalhos de pesquisa de vazamentos e correção dos mesmos. Serão também avaliados os custos da reparação da rede e ramais prediais. Com o conhecimento dos benefícios financeiros obtidos devido as ações corretoras e o seu custo poderá ser efetuado o balanço em termos de custo-beneficio. A pesquisa sócio econômica permitirá trocar o perfil dos usuários existentes no setor estudado. A pesquisa de vazamentos noturno deve ser feita com geofones eletrônicos ou se possível utilizando o leak noise correlation. 4
ATIVIDADES A DESENVOLVER As principais atividades que serão desenvolvidas durante a pesquisa do setor típico de abastecimento em estudo estão listadas na seqüência: 1) Atualização do Cadastro Técnico da rede distribuidora de agua. 2) Atualização do Cadastro de Usuários. 3) Ações física para o isolamento do setor de abastecimento com implantação e/ou substituição de válvulas. 4) Aquisição dos macro-medidores. 5) Instalação dos macro-medidores. 6) Leitura dos macro-medidores. 7) Instalação dos Data Logger e capacitação do pessoal com o software para o acompanhamento da macro-medição. 8) Tratamento computacional dos lados obtidos da macro-medição. 9) Instalação de micro-medidores classe C em série c/ hidrômetros existentes em serviço. 10) Leitura mensal de todos os micro-medidores. 11) Leitura diária dos macro-medidores instalados 12) Acompanhamento mensal com emissão de relatórios. 13) Pesquisa sócio-econômica na área. 14) Trabalho com o software para analise dos dados obtidos necessários aos estudos para otimização da rede. 15) Pesquisa noturna de vazamentos na rede distribuidora de água. 16) Conserto de vazamentos na rede com identificação da causa dos mesmos. CRONOGRAMA DE TRABALHO PROPOSTO O cronograma proposto para o desenvolvimento dos trabalhos é o apresentado em seguida: ATIVIDADE 1) Atualização do Cadastro Técnico 2) Atualização do cadastro de usuários 3) Ações físicas para isolamento do setor MESES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5
4) Aquisição dos macro medidores 5) Instalação dos macro medidores 6) Leitura diária dos macro medidores 7) Instalação dos Data Logger e capacitação 8) Tratamento computacional dos dados macros 9) Instalação de micro medidores classe C 10) Leitura mensal de micro medidores da pesquisa 11) Tratamento dos dados da micro-medição 12) Acompanhamento mensal com relatório 13) Pesquisa sócio econômica da área 14) Tratamento dos dados obtidos em Software 15) Pesquisa noturna de vazamentos 16) Conserto de vazamentos na rede 17) Elaboração de Relatório Final COMENTÁRIOS FINAIS O relatório final deverá a partir da origem dos problemas identificados, propor metodologia nos diversos aspectos inerentes a questão de redução da água não contabilizada, de forma a que, estas sejam reduzidas a índices aceitáveis sobre o ponto de vista técnicos e econômicos. Os dados obtidos subsidiarão os estudos dos modelos destinados a otimização da rede distribuidora de água. BIBLIOGRAFIA AWWA, AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION, Flowmeters in Water Supplly, Denver, USA, 1989. AMIROLA CAMPA, JUAN Estudio sobre el control de las perdidas de agua, Alicante, Espanha, 1992. BECEOM, CONSORCIO Sectores típicos de abastecimiento, documentos de acompanhamento do Projeto de desarrollo institucional promovido pelo PRONAP, Lima, Peru, 1999. 6
CAVALCANTI COELHO, ADALBERTO Perdidas em sistemas de abastecimiento de água, Documento DTIAPA, CEPIS/OPS-ORGANIZACION PANAMERICANA DE LA SALUD, Lima, Per, 1982. CEPIS/OPS ORGANIZACION PAN AMERICANA DE LA SALUD, Manual sobre el control de fugas em redes de distribución de agua, Lima, Peru, 1984. 7