Promovido há 33 anos consecutivos pela AESabesp – Associação dos Engenheiros da Sabesp, o Encontro Técnico da AESabesp – Congresso Nacional de Saneamento e Meio Ambiente é considerado o maior evento do setor na América Latina. O tema desta edição é Saneamento: prioridade para a vida.
Thaís Foffano Rocha, engenheira de projetos pela Suez Brasil, apresentou no dia 15 de setembro, “Recuperação de água obtida através da pesquisa e reparo de vazamentos e sua importância para a eficiência dos sistemas de abastecimento de água aplicado para o setor do Itaim Paulista, São Paulo/SP”.
Thaís Foffano Rocha apresentando “Recuperação de água obtida através da pesquisa e reparo de vazamentos e sua importância para a eficiência dos sistemas de abastecimento de água aplicado para o setor do Itaim Paulista, São Paulo/SP”, no Encontro Técnico AESabesp/Fenasan – Foto: Gheorge Iwaki
De acordo com o trabalho técnico e apresentação da palestrante, tendo em vista a redução de perdas, o controle ativo e passivo de vazamento é de extrema necessidade, muitas metodologias vêm sendo adotadas a fim de detectar o vazamento antes de aflorar. O controle ativo de vazamentos envolve ações programadas de investigação e detecção dos vazamentos não-visíveis, por métodos acústicos e de pesquisa, e a execução dos reparos necessários. Já no controle passivo, o reparo só é feito após o afloramento do vazamento, causando assim uma grande perda antes do descobrimento do mesmo.
As perdas de água são um problema mundial, e um dos grandes problemas dos sistemas de abastecimento de água brasileiros. É um tema de interesse recorrente devido aos problemas de escassez hídrica e aos altos custos da energia elétrica utilizada durante os processos de captação, produção e distribuição da água tratada.
De uma maneira geral, a perda de água é a diferença da água que sai das estações de tratamento e/ou exportada de outro sistema (volume disponibilizado) e a água que chega aos usuários (volume utilizado), aferida pela diferença da soma dos volumes macro medidos e volumes micro medidos.
Em todos os processos de abastecimento de água que utilizam redes de distribuição ocorrem perdas de água. As chamadas perdas físicas ou reais, as associadas aos vazamentos, visíveis ou não visíveis (ocultos); e as perdas comerciais ou aparentes, relativas à falta de micromedição (hidrômetros) ou demais erros de medição, e as fraudes (ligações clandestinas e roubo de água).
A perda física corresponde ao volume de água produzido que não chega ao consumidor final, devido a vazamento em adutoras, redes de distribuição e reservatórios, extravasamento de reservatórios, além dos volumes utilizados de formas inadequadas. A perda não-física equivale ao volume de água que é consumido, mas não faturado pela operadora de saneamento, sendo causados por fraudes, erros de micromedição, falhas no cadastro.
Para o efetivo controle de perdas físicas são necessárias quatro atividades conforme Morais (2010 apud Lambert & Hirner, 2000), apresentado na Figura 1 abaixo.
Figura 1 – Representação estratégica de controle de perdas físicas.
Fonte: Morais (2010, apud Lambert & Hirner, 2000).
Podendo-se destacar a problemática do combate dos vazamentos nas redes de distribuição de água para abastecimento, eles ocorrem ao longo das redes de distribuição e podem comprometer, juntamente com outros tipos de perdas físicas ou comerciais, até 80% da vazão do sistema em municípios brasileiros.
Os problemas derivados dos vazamentos, além do desperdício do recurso que deve ser usado racionalmente, incluem também grandes perdas econômicas, perdas de energia, riscos para a saúde pública pela entrada de poluentes na rede, incremento de riscos geológicos e comprometimento estrutural de obras de engenharia tais como pavimentos, edifícios, pontes, entre outros.
OBJETIVO
Segundo a engenheira de projetos, o objetivo deste trabalho é analisar a economia de água obtidas através das ações de controle e combate às perdas previstas no escopo mínimo contratual de um Contrato de Performance para redução de perdas no Setor de Abastecimento do Itaim Paulista, localizado em São Paulo/SP e estabelecer uma relação entre essa economia e o aumento da disponibilidade hídrica para atendimento da população, ampliando assim a eficiência operacional e preservação dos recursos hídricos.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O controle ativo de vazamentos envolve ações programadas de investigação e detecção dos vazamentos não-visíveis, por métodos acústicos e de pesquisa, e a execução dos reparos necessários. O controle ativo contrasta com o controle passivo de vazamentos, no qual os reparos são feitos somente quando o vazamento aflora (e é comunicado, geralmente pela população). Neste caso o volume de água perdido é bem maior, não só pelo tempo decorrido entre o rompimento do vazamento e seu afloramento, mas também porque certos vazamentos nunca afloram (dependendo principalmente das características do solo) e, portanto, a perda de água é continua. A Figura 2 demonstra a classificação dos vazamentos nas tubulações de abastecimento de água.
Figura 2 – Classificação de vazamentos em tubulações
Fonte: FUNASA (2014)
Visando o controle dos vazamentos, diferentes tipos de metodologias para a sua detecção têm sido desenvolvidos. As metodologias mais simples e antigas, mas ainda mais usadas na prática, incluem a inspeção das redes que pode ser desde visual até usando sensores acústicos (geofones) ou injeção de gás; são importantes também os testes de vazões ou pressões realizadas em segmentos isolados da rede (step-testes), e o uso de sensores acústicos automáticos (loggers).
- Haste de escuta
É um equipamento do tipo acústico que detecta vibrações nas tubulações geradas pelos vazamentos. Constituído de uma barra metálica que transmite as vibrações captadas nas peças da rede de distribuição de água (registros, cavaletes, hidrantes), para um amplificador mecânico acoplado a uma de suas extremidades, permitindo a verificação auditiva das vibrações.
É utilizado para fazer um primeiro mapeamento indicativo de ocorrências de vazamentos, que serão apontados posteriormente através do uso de geofone ou correlacionador de ruídos. Detecta sons nas frequências entre 200 e 1500 Hertz.
- Geofone Mecânico
Equipamento para detecção acústica de vazamentos composto de sensores mecânicos que transmitem os ruídos de vazamentos a partir da superfície do solo que capta frequências entre 200 e 800 Hertz e a sua sensibilidade é menor que a do geofone eletrônico.
É necessária boa audição na utilização e grande experiência em campo, uma vez que outros ruídos do meio ambiente se confundem com ruídos do vazamento. Devido a seu baixo custo é um equipamento muito utilizado pelas empresas de saneamento.
- Geofone eletrônico
Representa uma evolução do geofone mecânico, composto de sensor, amplificador, fones de ouvido e filtros de ruído de alta e baixa frequência, capta sons situados nas frequências compreendidas entre 100 e 2700 Hertz.
É destinado a identificar os ruídos de vazamentos a partir da superfície do solo. Tem a função de captar as vibrações provenientes do movimento da água fora do tubo, especialmente de seu impacto contra o solo e do ruído característico da circulação de água entre as partículas do solo.
- Correlacionador de Ruídos
Constituído de unidade principal, fones de ouvido, sensores de ruído e pré-amplificadores que transmite através de ondas de rádio ou por cabos informações para o aparelho correlacionador. São posicionados os sensores em dois pontos pré-determinados de um trecho da tubulação. O equipamento determina a posição de um vazamento a partir da análise da diferença de tempo que o ruído característico do vazamento necessita para atingir um e outro sensor. A faixa de operação do equipamento situa-se em geral, entre as frequências compreendidas entre 300 e 5000 Hertz.
O correlacionador de ruídos é utilizado como último recurso para a detecção de um vazamento, após o uso do da haste de escuta e do geofone, e quando o ruído de vazamento não é perceptível pela audição. O bom desempenho depende da existência de um cadastro técnico confiável, uma vez que para seu uso é necessário o conhecimento do material, diâmetro e profundidade da rede pesquisada.
- Frequência da varredura para combate de vazamentos
Para um menor índice de vazamentos por quilometro (vaz total/Km) seria necessário pesquisar várias vezes a mesma área. Entretanto várias varreduras seguidas implicariam numa despesa maior é necessário então um estudo econômico com análise do custo-benefício para subsidiar cada caso.
No gerenciamento do sistema de abastecimento de água é necessário determinar um valor limite para as perdas, dentro do qual existe viabilidade técnico econômica para as ações. Para isso Santos (2007 apud Lambert, 2000), propõe um determinado volume de “Perdas Reais Anuais Inevitáveis” (PRAI) que pode ser atingido com as pressões de operação, não havendo restrições de ordem financeira ou econômica. Se o volume das PRAI puder ser estimado em qualquer sistema, levando em consideração os fatores-chave locais, a relação entre as Perdas Reais Anuais Atuais (PRAA) e as PRAI oferece um melhor Indicador de Desempenho de perdas reais.
Considerando pesquisas de vazamentos (PDV) realizadas em diversos projetos, incluindo Itaim Paulista objeto deste estudo, onde foram locados vazamentos visíveis (VV) e não visíveis (VNV), observa-se que mesmo após a primeira varredura, ainda foram encontrados novos vazamentos na área numa segunda campanha. Embora haja uma redução desses indicadores em quatro diferentes setores da cidade de São Paulo, conforme Tabela 1, comprovou que mesmo após a primeira varredura, o índice de vazamentos não visíveis por quilômetro pesquisado ainda é expressivo.
Tabela 1: Indicadores de vazamentos
Fonte: Autor
MATERIAS E MÉTODOS
- Caracterização e dados da área de estudo
O Setor de Abastecimento Itaim Paulista, Figura 3, se localiza no extremo leste do Município de São Paulo, compreendendo as categorias: residenciais, comerciais, mistas e industriais. Possui um alto índice de perdas devido às características físicas das redes de distribuição, ocupação urbana densamente povoada, inclusive com a incidência de áreas irregulares.
O setor de abastecimento Itaim Paulista possui uma área aproximada de 25,48 km², abastecendo uma população de aproximadamente 416 mil habitantes por meio de 586 km de redes de distribuição e 125.872 ligações.
Já na Tabela 3 a seguir, estão apresentados os dados históricos das vazões distribuídas e micromedidas para o sistema de abastecimento de água Itaim Paulista, levantados pelo SGP – Sistema de Gestão de Perdas da SABESP e pelo SNIS – Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento, apurados nos 12 meses referentes ao baseline do contrato e os 18 meses de execução de pesquisa de vazamentos e implantação de melhorias.
A metodologia consistiu nas seguintes etapas:
- Compilar os dados dos vazamentos identificados e reparados durante as campanhas de pesquisa de vazamentos realizada utilizando os equipamentos de detecção acústica.
- Compilar os dados de volumes distribuídos e micromedidos ao longo do período de implantação das ações do contrato de performance e comparar com os respectivos volumes referentes ao baseline contratual (12 meses que antecederam a Autorização de Serviço – AS).
- Identificar e quantificar efetivamente os volumes recuperados, com a finalidade de analisar as economias atingidas através das ações realizadas no setor de abastecimento.
- Analisar se as economias alcançadas resultaram em ganhos significativos com a redução das perdas físicas do setor e consequentemente redução no volume distribuído, aumentando a eficiência do sistema de abastecimento e preservação dos recursos.
RESULTADOS OBTIDOS
Para o cálculo da recuperação de perdas associada somente a pesquisa e reparo de vazamentos foi considerado apenas os meses de junho a setembro/2020, pois a partir daí entraram outras ações ao combate de perdas, como a redução de pressão e substituição/implantação de redes.
Analisando a Figura 6, observa-se que o volume de perdas do Setor Itaim Paulista fica abaixo da média observada na baseline indicando o retorno das ações de pesquisa e reparo de vazamentos no setor.
Desta forma, conforme os dados apresentados, durante a primeira campanha de pesquisa e reparos de vazamentos foi possível estimar a recuperação média de 40.480 m³ por mês, ou seja, um total de 161.921 m³ no período.
Através dos dados levantados durante todo o período de pesquisa de vazamentos, foi possível observar a queda do índice de vazamentos por quilômetros pesquisados, conforme Figura 7, comprovando a eficiência das ações realizadas em conjunto, pesquisa e reparo de vazamentos, gerenciamento das pressões e da infraestrutura.
CONCLUSÃO
Frente ao exposto, é possível concluir que a pesquisa de vazamento é um pilar importante no combate as perdas reais do sistema de abastecimento de água.
A economia média obtida através da primeira varredura, de 40.480 m³ por mês, mostra significativamente os resultados obtidos quando bem aplicada concomitantemente aos respectivos reparos.
Cabe destacar a importância de manter a pesquisa de vazamento constante nos setores de abastecimento, uma vez que apesar dos dados estatísticos apresentarem redução dos indicadores de vazamentos, a quantidade de vazamentos encontrado foi expressivo, impactando diretamente na eficiência dos sistemas de abastecimento de água.
Por fim, com a economia obtida através das ações de pesquisa e reparos de vazamentos é possível comprovar uma relação direta entre a economia e o aumento da disponibilidade hídrica para atendimento da população, ampliando assim a eficiência operacional e preservação dos recursos hídricos, evitando desperdícios dos recursos, que devem ser usados racionalmente.
Referência: Thaís Foffano Rocha, Hortencia Salarini Lourencini, Natallia Zanardo Riechelmann, Thiago Garcia da Silva Santim e Encontro Técnico AESabesp
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