Controle de Perdas de Agua em Sistemas de Abastecimento - Aula 11

Sistemas de Abastecimento de Água Aula 11 Controle de perdas de água em SAA Prof Gilson B Athayde Jr Universidade Federal da Paraíba UFPB Centro de Tecnologia CT Departamento de Engenharia Civil e Ambiental DECA Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água PERDAS REAIS Vazamentos Nas estruturas das ETAs Nas tubulações das linhas de adução e da rede de distribuição e seus acessórios Nos ramais prediais e cavaletes Nas estruturas dos reservatórios setoriais Nos equipamentos das estações elevatórias CAUSAS DOS VAZAMENTOS Causas Internas Causas Externas Bombas Desgastes das gaxetas Ajustes inadequados nos registros válvulas e juntas Pressões elevadas Reservatórios Má qualidade dos materiais Má execução da obra Envelhecimento dos materiais Tubulações Material Má qualidade das materiais Corrosão Envelhecimento Execução Projeto inadequado Assentamento inadequado Encaixes inadequados Corrosão Operação Golpe de aríete Pressão alta Qualidade da água corrosão interna Ambiente Carga de tráfego Agressividade do solo corrosão externa Poluição do solo Desastres naturais Movimentos de terra ocasionados por obras Deslizamentos Movimentos sísmicos PERDAS REAIS EXTRAVASAMENTOS Reservatórios setoriais Variável função do controle de nível Não é significativo Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Estamos trabalhando para você Buero 24 Horas No text found AVALIAÇÃO DE PERDAS REAIS Método do balanço hídrico Perdas Reais Volume Disponibilizado Volume Autorizado Perdas Aparentes AVALIAÇÃO DE PERDAS REAIS Método das vazões mínimas noturnas Análise dos componentes da vazão média mínima noturna Pressão média noturna do setor PMNS Vazão mínima noturna medida Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Prof Gilson B Athayde Jr Sistemas de Abastecimento de Água Quadro 14 Distribuição das Perdas na RMSP SABESP 2001 Tipo de perda Volume m³ano Perdas Reais Aparentes Totais Vazamentos 271806951 452 452 Macromedição 19414782 32 32 Micromedição 174733040 290 290 Gestão comercial 135903475 226 226 Total 187 452 548 1000 Indicador Percentual Relaciona o volume total perdido perdas reais aparentes com o volume total produzido ou disponibilizado ao sistema em bases anuais Dificuldade de comparação de performance entre sistemas diferentes Utilizado para avaliação financeira do problema utilizandose no numerador os volumes referentes às águas nãofaturadas Índice de perdas por ramal Foca as perdas nos ramais ficando muito dependente da densidade de ramais existente Recomendado para densidade de ramais 20 ramaiskm Não considera a pressão de operação do sistema como uma variável de comparação Separase as perdas reais e as aparentes Índice de perdas por extensão de rede Distribui as perdas ao longo da extensão da rede apresentando valores altos quando há uma ocupação urbana muito elevada Recomendada para áreas com densidade de ramais 20 ramaiskm Também pode ser formulado para cada partição de perda real ou aparente Também não considera a pressão de trabalho Índice infraestrutural de perdas Indicador adimensional relaciona o nível atual de perdas e o nível mínimo de perdas esperado para o sistema Quando mais distante do valor unitário pior é a condição de perdas do sistema Inclui a pressão de operação COMPONENTES DO CONTROLE DE PERDAS Controle e detecção de vazamentos Nível existente de perdas reais Nível econômico Perdas reais inevitáveis Rapidez e qualidade dos reparos Controle de pressão e de nível de reservatório Melhoria dos materiais e da manutenção remanejamento e reabilitação das tubulações Potencialmente recuperável CONTROLE DE PERDAS REAIS CONTROLE ATIVO DOS VAZAMENTOS Haste de escuta Geofone Amplificador Mecânico Membrana Vibratória Fones de Ouvido Amplificador Média Ruído Máximo Ruído Médio Ruído Sensor Barra Controle ativo de vazamentos A metodologia mais utilizada para o controle ativo de vazamentos é a pesquisa de vazamentos nãovisíveis realizada através de métodos acústicos de detecção de vazamentos Observase que o controle ativo se opõe ao controle passivo que consiste na atividade de reparar os vazamentos apenas quanto se tornam visíveis Haste de escuta É um equipamento composto de um amplificador mecânico ou eletrônico acoplado a uma barra metálica Figura 24 destinada a captar ruídos de vazamentos em acessórios da rede de distribuição de água cavaletes registros hidrantes etc Como se observa na Figura 24 a sua tecnologia é muito simples sendo largamente utilizado pelos operadores de sistemas de abastecimento de água Figura 24 Haste de escuta Fonte ZANIBONI E SARZEDAS 2007 Geofone O geofone pode ser eletrônico ou mecânico O geofone eletrônico é um detector acústico de vazamentos composto de sensor amplificador fones de ouvido e filtros de ruídos destinado a identificar os ruídos de vazamentos a partir da superfície do solo ou em contato com acessórios da rede A técnica consiste em percorrer o caminhamento da tubulação de água com o geofone e observar variações sonoras próximas à posição do vazamento de modo que o local onde o ruído apresentar maior intensidade é o ponto abaixo do qual se encontra o vazamento nãovisível O geofone mecânico é um equipamento mais simples sem filtros de ruídos e têm aplicação mais restrita A Figura 25 ilustra o geofone mecânico e eletrônico e sua aplicação Correlacionador de ruídos É um equipamento acústico composto de uma unidade processadora de um préamplificador e de sensores e serve para identificar a posição do vazamento entre dois pontos determinados de uma tubulação Figura 26 Esse equipamento é mais sofisticado sendo normalmente utilizado para encontrar vazamentos em trechos onde o uso do geofone é difícil ou para confirmar algum apontamento do geofone Rapidez e qualidade de reparo Conhecido o local os vazamentos visíveis e nãovisíveis devem ser reparados rapidamente entretanto é necessário que este trabalho seja feito com qualidade ou seja utilização de mãodeobra devidamente treinada e materiais adequados O tempo de reparo é um dos itens do gerenciamento de perdas que as prestadoras de serviços de saneamento mais controlam pois quanto mais rápido o reparo menor a perda real e conseqüentemente as perdas totais Além disso o tempo de reparo está associado à imagem da prestadora perante a população significando que quanto menor o tempo de reparo maior a eficiência da prestadora Gerenciamento da infraestrutura Como as tubulações são os principais componentes do sistema de abastecimento de água responsáveis pelos vazamentos o gerenciamento de infraestrutura está diretamente relacionado ao conhecimento dessas tubulações sendo importante identificar idade tipo de material manutenção preditiva e preventiva procedimento de trabalho treinamento etc Os programas de manutenção mais frequentes empregados para combate às perdas são o controle da corrosão e a substituição de tubulações Assim como qualquer outro componente que causa perda em sistema de abastecimento as razões para a existência da corrosão são variadas e complexas por isso devem ser estudadas individualmente Quanto aos outros métodos utilizados para melhoria da infraestrutura do sistema a manutenção periódica a substituição e a reabilitação de tubulações podem efetivamente aumentar a vida útil da tubulação em maior ou menor grau dependendo do processo utilizado ARIKAWA 2005 Vazamentos nãovisíveis baixa vazão nãoaflorantes nãodetectáveis por métodos acústicos de pesquisa Ações Redução de pressão Qualidade dos materiais e da mãodeobra Vazamentos nãovisíveis nãoaflorantes detectáveis por métodos acústicos de pesquisa Ações Redução de pressão Redução de tempo de reparo Pesquisa de vazamentos Qualidade dos materiais e da mãodeobra Vazamentos visíveis aflorantes ou ocorrentes nos cavaletes extravasamentos nos reservatórios Ações Redução de pressão Redução de tempo de reparo Qualidade dos materiais e da mãodeobra Controle de nível nos reservatórios Figura 28 Síntese das ações para o controle e redução de perdas reais Fonte TARDELLI FILHO 2004 Controle de pressão O controle de pressão é fundamental para a redução de perdas reais em um sistema de abastecimento de água pois a pressão é o principal fator que influencia o número de vazamentos e a vazão desses vazamentos A solução para o problema de pressões é o zoneamento piezométrico ou seja a divisão de um setor de abastecimento em zonas com comportamento homogêneo dos planos de pressão Esses planos piezométricos podem ser definidos pela cota do nível dágua de um reservatório pela cota piezométrica resultante de uma elevatória ou booster ou de uma válvula redutora de pressão Setorização A setorização de um sistema de abastecimento é definida a partir de um reservatório apoiado ou enterrado abastecendo a zona baixa e o reservatório elevado abastecendo a zona alta Desta forma ficam estabelecidas as chamadas zonas de pressão sendo que as pressões dentro da zona oscilam com os níveis de água dos reservatórios A setorização é uma das principais formas de controle de pressão A setorização 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 Em alguns casos a setorização não é completamente eficiente em termos de limitação das pressões de operação sem a implantação de válvulas redutoras de pressão ou de boosters no sistema A tarefa em manter o controle de pressão apenas pela setorização diz respeito ao esforço em manter estanques os registros limítrofes de fronteira Atualmente sistemas de monitoramento por telemetria são utilizados para fornecer o status do registro ao operador do sistema Figura 14 Setorização de um sistema de abastecimento de água Válvulas redutoras de pressão A válvula redutora de pressão VRP é um dispositivo mecânico que permite reduzir automaticamente uma pressão variável de montante a uma pressão estável de jusante O mecanismo de controle de uma VRP pode ser mecânico ou eletrônico No caso de controle mecânico da válvula a regulagem previamente determinada é fixa ou seja garante uma pressão de jusante préestabelecida independentemente das condições de vazão e pressão de Fonte BM 2004 Figura 15 Válvula redutora de pressão tipo diafragma Componentes A Válvula principal B Válvula piloto C Orifício Fixo D Válvula agulha E Diafragma Aberto FLUXO Figura 17 Esquema de instalação de uma VRP Diversos estudos têm sido realizados com a utilização das VRPs e geralmente em todos os casos os resultados são excelentes e podese concluir que a VRP é um equipamento adequado tanto do ponto de vista técnico como econômico para a redução efetiva de perdas reais A Figura 19 apresenta um dos estudos realizados pela Sabesp com a utilização da VRP COMPONENTES DO CONTROLE DE PERDAS APARENTES Redução de erros de medidores Melhorias no cadastro comercial Qualificação da mãodeobra Redução de fraudes Nível existente de perdas aparentes Nível econômico Perdas aparentes inevitáveis Macromedição Macromedição é o conjunto de medições de vazão pressão e nível de reservatório realizadas nos sistemas de abastecimento de água desde a captação no manancial até imediatamente antes do ponto final de entrega para o consumo Os pontos de medição podem ser permanentes ou temporários monitoradas à distância ou localmente A macromedição gera os números que serão referenciais de todas as análises de perdas no sistema de abastecimento de água e geralmente são instalados nos seguintes locais captação de água bruta tratamento de água eou poços produtores centros de reservação e distribuição eou estações elevatórias de água derivações de adutorassubadutoras Macromedição Macromedição é o conjunto de medições de vazão pressão e nível de reservatório realizadas nos sistemas de abastecimento de água desde a captação no manancial até imediatamente antes do ponto final de entrega para o consumo Os pontos de medição podem ser permanentes ou temporários monitoradas à distância ou localmente Gráfico 54 Índice de hidrometração IN009 dos prestadores de serviços participantes do SNIS em 2019 segundo tipo de prestador de serviços e média do Brasil Índice de hidrometração Norte 665 Nordeste 885 Sudeste 936 Sul 990 CentroOeste 950 Brasil 922 Micromedição A micromedição referese à medição do volume consumido pelos clientes das prestadoras de serviços de saneamento cujo valor será objeto da emissão da conta a ser paga Com o passar dos anos o micromedidor hidrômetro tornouse uma ferramenta imprescindível para as prestadoras pois além de possibilitar uma cobrança mais justa do serviço prestado ele serve de inibidor de consumo estimulando a economia e fornecendo dados operacionais importantes sobre o volume fornecido ao usuário e vazamentos potenciais Gráfico 52 Índice de macromedição IN011 dos prestadores de serviços participantes do SNIS em 2019 segundo macrorregião geográfica e média do Brasil Índice de macromedição Norte Nordeste Sudeste Sul CentroOeste Brasil 482 672 906 832 849 818 0 20 40 60 80 100 Redução de erros de medidores A redução de erros de medidores tem como ações principais a especificação e o dimensionamento corretos dos medidores instalados no sistema adutor assim como os medidores do sistema distribuidor e dos consumidores a instalação adequada dos medidores a manutenção preventiva e corretiva dos hidrômetros a leitura correta dos hidrômetros PERDAS APARENTES Erros dos hidrômetros Curvas de erros Hidrômetros novos posição normalposição inclinada Inclinação de hidrômetros Hidômetro na posição normal Hidômetro na posição inclinada Vazão mínima Vazão de transição Vazão nominal Vazão máxima Eixo a 0º Eixo a 50º Error 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 250 300 3000 Vazão lh Redução de erros de medidores A redução de erros de medidores tem como ações principais a especificação e o dimensionamento corretos dos medidores instalados no sistema adutor assim como os medidores do sistema distribuidor e dos consumidores a instalação adequada dos medidores a manutenção preventiva e corretiva dos hidrômetros a leitura correta dos hidrômetros Redução de erros de medidores A redução de erros de medidores tem como ações principais a especificação e o dimensionamento corretos dos medidores instalados no sistema adutor assim como os medidores do sistema distribuidor e dos consumidores a instalação adequada dos medidores a manutenção preventiva e corretiva dos hidrômetros a leitura correta dos hidrômetros Redução de fraudes 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 coibição dessa prática