1
Carlos Eduardo Rodrigues Pereira
Juliana Mendes Stefanini
Lilian Rouse Silva Lima
Marco Antonio dos Santos
Controle de Perdas em Sistemas de Distribuição
de Água com Uso de Válvula Redutora de
Pressão
SÃO PAULO
2014
2
Carlos Eduardo Rodrigues Pereira
Juliana Mendes Stefanini
Lilian Rouse Silva Lima
Marco Antonio dos Santos
Controle de Perdas em Sistemas de Distribuição
de Água com Uso de Válvula Redutora de
Pressão
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Orientador: Prof.º Me. Maurício Costa Cabral da Silva
SÃO PAULO
2014
3
Carlos Eduardo Rodrigues Pereira
Juliana Mendes Stefanini
Lilian Rouse Silva Lima
Marco Antonio dos Santos
Controle de Perdas em Sistemas de Distribuição de
Água com Uso de Válvula Redutora de Pressão
Trabalho
de
Conclusão
de
Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Trabalho____________ em: 31 de Maio de 2014.
______________________________________________
Prof.º Me. Mauricio Costa Cabral da Silva
______________________________________________
Prof.ª Me. Juliana Alencar
Comentários:_________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
4
RESUMO
A água é o constituinte mais característico da Terra, ingrediente essencial da vida e
talvez, o recurso natural mais precioso que o planeta fornece à humanidade. No
entanto, diversos estudos especializados têm alertado que neste século a água se
tornará um recurso natural cada vez mais escasso, tornando o seu suprimento, com
a crescente demanda, o principal desafio para a civilização nas próximas décadas.
Os altos índices de perdas que ocorrem nas redes de distribuição de água
representam, além de um prejuízo ambiental, um problema social e econômico para
as companhias de saneamento, uma vez que estas perdas geram gastos cada vez
maiores. Desta forma, a redução de perdas na distribuição de água é uma ação
determinante e de suma importância, tanto no âmbito social e ambiental, como
também um fator positivo de economia para as companhias de saneamento e para a
população.
Neste contexto, o presente trabalho relata a conceituação geral sobre perdas e uma
abordagem detalhada quanto às causas, ocorrências e ações para a redução das
perdas reais em sistemas de distribuição de água. Apresentando como técnica para
sua redução o controle de pressão nas redes, através do uso de Válvula Redutora
de Pressão (VRP), de modo a minimizar tanto a vazão dos vazamentos como sua
frequência de ocorrências.
Além de toda a abordagem teórica, este trabalho apresenta um exemplo de
aplicação de VRP, contendo o desenvolvimento e resultados obtidos após sua
instalação.
Palavras Chave: VRP, PERDAS DE ÁGUA, ÁGUA
5
ABSTRACT
Water is the most characteristic constituent of the Earth, essential ingredient of life
and perhaps the most precious natural resource that the planet provides to humanity.
However, many expert studies have warned that in this century the water becomes
an increasingly scarce natural resource, making its supply, with the increasing
demand, the main challenge to civilization in the coming decades.
The high number of losses that occur in water distribution networks represent, in
addition to environmental damage, social and economic problem for water utilities,
since these losses generate increasing spending. Thus, reducing losses in water
distribution is a very important and decisive action, both in the social and
environmental context, as well as a positive factor for the economy sanitation
companies and the public.
In this context, this paper describes the general conceptualization of losses and a
detailed discussion of the causes, events and actions for the reduction of real losses
in water distribution systems. Introducing as a technique for reducing the control
pressure in the networks through the use of a pressure reducing valve (VRP) so as to
minimize both the leakage and flow of their frequency of occurrence.
Besides all the theoretical approach, this paper presents an application example of
VRP, containing the development and results obtained after its installation.
Key Worlds: PRV, WATER LOSE, WATER
6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Esquema geral do sistema de abastecimento de água............................. 30
Figura 2 – Tipos de vazamentos e síntese de ações para redução de perdas reais . 41
Figura 3 – Componentes do controle de perdas reais ............................................... 45
Figura 4 – Relação entre a pressão média noturna de um subsetor e o índice de
vazamento.......................................................................................................... 50
Figura 5 – Relação de vazões de vazamentos com a variação de pressão .............. 52
Figura 6 – Esquema de distribuição de água de modo a atender as diversas zonas
de pressão ......................................................................................................... 54
Figura 7 – Válvula redutora de pressão tipo diafragma ............................................. 60
Figura 8 - Zona de cavitação da VRP ....................................................................... 65
Figura 9 – Esquema de projeto de implantação da VRP ........................................... 68
Figura 10 – Obra de instalação de VRP .................................................................... 68
Figura 11 - Mapa de localização dos pontos ............................................................. 77
Figura 12 - Tela de monitoramento 1 da VRP no sistema VectorSys ....................... 88
Figura 13 - Tela de monitoramento 2 da VRP no sistema VectorSys ....................... 89
Figura 14 - Tela de configuração dos parâmetros de operação da VRP ................... 90
Figura 15 - Tela de monitoramento das pressões montante (Pin) e jusante (Pout) da
VRP .................................................................................................................... 90
Figura 16 - Tela de monitoramento do volume totalizado da VRP ............................ 91
7
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Principais tipos de perdas ........................................................................ 29
Tabela 2 - Componentes do balanço de águas ......................................................... 31
Tabela 3 - Índices percentuais de perdas ................................................................. 34
Tabela 4 – Perdas reais por subsistema ................................................................... 37
Tabela 5 - Pontos de medição de vazão e pressão VRP .......................................... 76
Tabela 6 - Resultados da campanha de medição ..................................................... 78
Tabela 7 - Parâmetros de regulagem para VRP ....................................................... 82
Tabela 8 - Pontos de medição de vazão e pressão para comissionamento da válvula
........................................................................................................................... 82
Tabela 9 - Vazões e pressões antes e após a regulagem da VRP ........................... 84
Tabela 10 - Economia obtida com a operação da VRP ............................................. 92
Tabela 11 - Resumo dos investimentos para implantação da VRP........................... 94
8
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Maiores índices de perdas ....................................................................... 16
Gráfico 2 - Pressão no ponto P007 ........................................................................... 80
Gráfico 3 - Vazão VRP .............................................................................................. 85
Gráfico 4 - Pressão no ponto crítico .......................................................................... 86
Gráfico 5 - Pressão de saída da VRP ....................................................................... 87
Gráfico 6 - Vazões antes e depois da otimização - Set/2013 .................................... 92
Gráfico 7 - Vazão no ponto Q01v ............................................................................ 105
Gráfico 8 - Vazão no ponto Q01p ............................................................................ 106
Gráfico 9 - Vazão no ponto P001 ............................................................................ 107
Gráfico 10 - Vazão no ponto P003 .......................................................................... 108
Gráfico 11 - Vazão no ponto P004 .......................................................................... 109
Gráfico 12 - Vazão no ponto P005 .......................................................................... 110
Gráfico 13 - Vazão no ponto O006 .......................................................................... 111
Gráfico 14 - Vazão no ponto P002 .......................................................................... 112
Gráfico 15 - Vazão no ponto P008 .......................................................................... 113
Gráfico 16 - Vazão no ponto P009 .......................................................................... 114
Gráfico 17 - Vazão no ponto P010 .......................................................................... 115
Gráfico 18 - Vazão no ponto P011 .......................................................................... 116
Gráfico 19 - Vazão no ponto P012 .......................................................................... 117
Gráfico 20 - Vazão no ponto P013 .......................................................................... 118
9
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 - Perdas Sobre Volume Faturado ............................................................ 27
Equação 2 - Perdas Sobre Volume Medido .............................................................. 27
Equação 3 - Índice de Perdas ................................................................................... 33
Equação 4 - Índice de Perdas por Ramal .................................................................. 34
Equação 5 - Índice de Perdas por Extensão de Rede ............................................... 35
Equação 6 - Índice Infra Estrutural ............................................................................ 35
Equação 7 - Perdas Inevitáveis Anuais ..................................................................... 36
Equação 8 - Índice de Vazamento ............................................................................ 49
Equação 9 - AZNP .................................................................................................... 51
Equação 10 - Perda de Carga na VRP ..................................................................... 65
Equação 11 - Índice de Cavitação............................................................................. 66
10
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
VRP
Válvulas Redutoras de Pressão
RMSP
Região Metropolitana de São Paulo
SABESP
Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
PNCDA
Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água
WRC
Water Research Centre
AWWA
American Water Works Association
IWA
International Water Association
BABE
Bursts and Background Estimates
FAVAD
Fixed and Variable Area Discharge
PRAI
Perdas Reais Anuais Inevitáveis
UARL
Unavoidable Annual Real Losses
PLANASA
Plano Nacional de Saneamento
BNH
Banco Nacinal de Habitação
PECOP
Plano Estadual de Controle de Perdas
PEDOP
Programa de Controle e Desenvolvimento da Operação
PMSS
Programa de Modernização do Setor de Saneamento
SNIS
Sistema Nacional de Informações de Saneamento
SEDU
Secretaria Especial de Desenvolvimento Urbano
DTA
Documentos Técnicos de Apoio
ETA
Estação de Tratamento de Água
AZNP
Average Zone Night Pressure
F°F°
Ferro Fundido
11
LISTA DE SÍMBOLOS
IP
Índice de Perdas
%
Percentual
m³
Metros Cúbicos
Km
Quilometro
Lm
Extensão de Rede
Nc
Número de Ligações
P
Pressão Média de Operação
Km
Quilometro
mca
Metros de Coluna D`Água
IV
Índice de Vazamento
Pmáx
Máxima Pressão Noturna da Área
Pmín
Mínima Pressão Noturna da Área
S
Área
ΔP
Perda de Carga
Q
Vazão
CV
Coeficiente de Perda de Carga
K
Índice de Cavitação
Pinlet
Pressão de Entrada
Poutlet
Pressão de Saída
12
SUMÁRIO
p.
1
INTRODUÇÃO ................................................................................................... 14
1.1
Objetivos ....................................................................................................... 15
1.2
Justificativas ................................................................................................. 15
1.3
Abrangência .................................................................................................. 17
2
MÉTODO DE TRABALHO ................................................................................ 19
3
MATERIAIS E FERRAMENTAS ........................................................................ 20
4
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.............................................................................. 21
4.1
Aspecto Ambiental ....................................................................................... 21
4.2
Histórico da Redução e Controle de Perdas .............................................. 22
4.3
Definições de Perdas de Água .................................................................... 26
4.3.1 Macromedição e Micromedição .................................................................. 29
4.3.2 Balanço Hídrico ........................................................................................... 30
4.3.3 Indicadores de Perdas ................................................................................ 32
4.4
Perdas Reais em Sistema de Abastecimento de Água ............................. 36
4.4.1 Sistema de Abastecimento de Água ........................................................... 37
4.4.2 Redes de Distribuição de Água ................................................................... 38
4.4.2.1 Limites de Velocidade nas Tubulações ................................................... 39
4.4.2.2 Pressões Mínimas e Máximas ................................................................. 39
4.4.3 Perdas na Distribuição ................................................................................ 39
4.4.3.1 Causas e Ocorrências das Perdas Reais ................................................ 41
4.4.3.2 Ações para Redução de Perdas Reais.................................................... 44
4.5
Controle de Pressão ..................................................................................... 47
4.5.1 Relação Pressão x Volume de Vazamento ................................................. 48
4.5.2 Vantagem do Controle de Pressão ............................................................. 53
4.5.3 Tipos de Controle de Pressão ..................................................................... 53
13
4.5.3.1 Setorização ............................................................................................. 54
4.5.3.2 “Booster”.................................................................................................. 55
4.5.3.3 Válvulas Redutoras de Pressão .............................................................. 57
4.6
Válvulas Redutoras de Pressão .................................................................. 57
4.6.1 Evolução e uso das Válvulas Redutoras de Pressão .................................. 57
4.6.2 Controle de pressão por válvula redutora de pressão................................. 59
4.6.3 Especificação e dimensionamento da válvula redutora de pressão ............ 61
4.6.4 Instalação e operação da válvula redutora de pressão ............................... 66
4.6.5 Manutenção da válvula redutora de pressão .............................................. 69
4.6.6 Monitoramento do sistema controlador de pressão .................................... 71
4.6.7 Análise econômica e de benefício-custo ..................................................... 72
5
ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 74
5.1
VRP João da Cruz Melão.............................................................................. 74
5.1.1 Descrição do Subsetor das VRP’s .............................................................. 74
5.1.2 Medição de Vazão e Pressão ..................................................................... 75
5.1.3 Dimensionamento das válvulas .................................................................. 81
5.1.4 Definição das regulagens ............................................................................ 81
5.1.5 Resultados da regulagem ........................................................................... 83
5.1.6 Otimização da VRP ..................................................................................... 88
5.1.7 Retorno do Investimento de implantação e regulagem da válvula .............. 92
6
ANÁLISE DOS RESULTADOS ......................................................................... 95
7
CONCLUSÕES .................................................................................................. 96
8
RECOMENDAÇÕES.......................................................................................... 98
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 99
ANEXO A – GRAFICO DE VAZÃO DOS PONTOS ............................................... 105
ANEXO B – ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DA VRP ............................................... 119
ANEXO C – TABELA DE DIMENSIONAMENTO DA VRP .................................... 121
14
1
INTRODUÇÃO
Diante da necessidade de conservação e sustentabilidade dos recursos hídricos, o
gerenciamento de perdas de água tem assumido papel importante no setor de
saneamento. Com o aumento crescente da demanda de água e da degradação dos
recursos naturais, se torna cada vez mais urgente a otimização da operação e a
aplicação de técnicas de controle nos sistemas de abastecimento de água.
As perdas reais compreendem os vazamentos que ocorrem nas várias partes da
infraestrutura de um sistema de abastecimento, principalmente na rede de
distribuição de água. A pressão nas redes, que é um condicionante para que a água
chegue a seu ponto de consumo, quando fora dos limites de segurança
estabelecidos, passa a ser uma problemática. Quando em excesso, é apontada
como a principal causadora e agravadora de vazamentos nos sistemas de
distribuição de água.
Com o controle procura-se minimizar as pressões do sistema e a faixa de duração
de pressões máximas, enquanto assegura os padrões mínimos de serviço para os
consumidores. Estes objetivos são atingidos pela setorização dos sistemas de
distribuição, pelo controle de bombeamento direto na rede (“boosters”) e/ou pela
instalação de Válvulas Redutoras de Pressão (VRP’s).
A instalação de uma VRP, reduzindo e controlando a pressão dentro de uma área a
ser abastecida, é o caminho mais simples e de resultados imediatos para reduzir as
perdas reais em um sistema de distribuição de água.
Para as companhias de saneamento, a redução de perdas reais em sistemas de
abastecimento de água tem assumido papel importante para o alcance da eficácia
no controle operacional do sistema, na recuperação de receita e postergação de
investimentos. Além disso, como a redução anual de perdas por vazamento é
mensurável e requer considerável habilidade técnica e administrativa das
companhias de saneamento, o sucesso na implantação de estratégias para o
controle de perdas é visto como um excelente indicador de performance.
15
A percepção da escassez faz com que a água seja considerada um recurso natural
com valores ambiental, econômico e social, por este motivo, tem levado as
companhias de saneamento a se organizarem na implementação de ações, dentre
as quais, o controle de vazamentos é uma das vertentes para solução à exploração
de recursos hídricos. Assim, diante da eficácia apresentada, a utilização de VRP’s
no controle de pressão tem concentrado a merecida atenção na redução das perdas
reais em sistemas de distribuição de água.
1.1
Objetivos
Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um estudo para minimizar as
perdas reais do sistema de distribuição de água, enquanto assegura os padrões
mínimos de serviços para os consumidores.
Objetivos Gerais
Apresentar as principais causas que influenciam nos índices de perda de sistema de
distribuição de água e as ações prioritárias de combate e redução, visando a
garantia da regularidade e confiabilidade do sistema de abastecimento de água,
frente à preservação dos recursos naturais e sustentabilidade dos serviços de
saneamento básico.
Objetivos Específicos
Apresentar o método de controle de pressões com o uso de Válvula Reguladora de
Pressão como uma das principais ações para redução das perdas reais em um
sistema de distribuição de água da região metropolitana de São Paulo – RMSP.
1.2
Justificativas
A disponibilidade de água potável cada vez mais agrega valor econômico e social,
devido sua relação estratégica entre a demanda crescente e sua oferta tendendo a
escassez, especialmente nas regiões densamente povoadas como a RMSP.
16
Tradicionalmente a solução era a expansão contínua da oferta com a implantação
de novos sistemas produtores (construção de barragens, perfuração de poços,
transposição de vazões) e, a ampliação dos existentes com o aumento da retirada
de água dos mananciais.
Ocorre que tal modelo não é mais sustentável devido à ausência de disponibilidade
hídrica próxima as áreas consumidoras, o que eleva o custo e potencializa os
impactos ambientais da operação.
Outro fator que agrava ainda mais este problema é a precariedade do
funcionamento do sistema causando perdas físicas o que contribuem decisivamente
para o desempenho negativo para as empresas de saneamento impactando
economicamente o sistema.
Os dados da SABESP (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São
Paulo), apresentados pelo ex-vice-presidente de distribuição na região metropolitana
de São Paulo, Francisco Paracampos (2001) e demostrados no gráfico 1, servem
como exemplo.
Gráfico 1 - Maiores índices de perdas
Fonte: Paracampos (2001)
17
Conforme demostrado no gráfico 1, cada setor de abastecimento possui
características diferentes uns dos outros e, portanto, índices diferentes.
Diante desse cenário, a ocorrência de altos índices de perdas físicas nos sistemas
de abastecimento de água remete a urgente necessidade de redução das tais
perdas, por meio da busca e aplicação de soluções técnicas capazes de reduzir
estes indicadores a níveis mínimos aceitáveis.
Conforme Carvalho et al. (2013) a diminuição das perdas físicas permite reduzir os
custos de produção pois automaticamente reduz o consumo de energia elétrica, de
produtos químicos, e utiliza a infraestrutura já construída no local sem a necessidade
de expandir a rede existente.
Assim sendo, uma política de gerenciamento e controle de perdas deve ampliar sua
atuação, passando a abranger, além das perdas que ocorrem nas unidades
operacionais do sistema de abastecimento, a necessidade de combate aos
desperdícios e de conscientização quanto ao uso adequado da água.
Neste contexto, o presente trabalho busca demonstrar a aplicação de uma
metodologia para redução de perdas físicas de água por meio do controle das
pressões nas redes de distribuição, o qual poderá subsidiar gestores de sistemas de
abastecimento de água em suas análises e decisões.
1.3
Abrangência
Este trabalho aborda a definição de perdas de água em um sistema de
abastecimento, indicadores representativos e comparativos do processo, como por
exemplo, índices de perdas por ramal, por extensão de rede e de infraestrutura, etc.,
buscando discorrer as causas e principais ações para reduções das perdas como
controle de pressão e setorização.
Com relação à metodologia de aplicação das Válvulas Redutoras de Pressão, é
apresentada a evolução e o uso deste sistema, especificações, dimensionamento,
manutenção, monitoramento além de análises econômicas e o custo benefício.
18
Não é citado neste trabalho perdas não físicas de um sistema. Podemos definir
como perda não física o volume de água utilizada pelos usuários porem não
contabilizadas pelas companhias de saneamento, decorrentes de erros de medições
nos hidrômetros, fraudes, ligações clandestinas e falhas no cadastro comercial.
Também não são abordados problemas relacionados às questões ambientais,
sociais, políticas e econômicas do processo, assim como, conscientização para o
uso racional da água.
19
2 MÉTODO DE TRABALHO
A metodologia de pesquisa utilizada para se atingir os objetivos desta monografia é
elaborada com base em uma pesquisa bibliográfica e por meio da realização de um
estudo de caso prático.
Elabora-se uma revisão bibliográfica cujo objetivo é pesquisar sobre o tema proposto
e consolidar o conhecimento por meio de consultas em publicações, em livros e
revistas, dissertações de mestrado e teses de doutorado no âmbito da definição das
perdas, principais causas e ações de combate e redução das perdas físicas nos
sistemas de distribuição de água, visando obter o estado da arte dos programas de
gestão do saneamento.
A seguir, constituiu-se um estudo de caso prático, que é elaborado por meio de
coleta, organização e análise dos dados monitorados em campo da Válvula
Reguladora de Pressão (objeto de estudo) e correlações entre a ocorrência de
perdas físicas no setor abrangido pelo estudo.
Para a aplicação prática, escolheu-se uma área da RMSP, a qual configura dentre
as áreas com alto índice de perdas físicas, propiciando condições de monitoramento
e confiabilidade dos dados obtidos.
Após a aplicação prática, é elaborada uma análise comparativa dos benefícios
demonstrados por meio de representações de dados em planilhas eletrônicas,
gráficos e tabelas.
20
3 MATERIAIS E FERRAMENTAS
Este trabalho se dá por meio de bibliografia, estudos dirigidos e supervisório de
monitoramento, leitura e interpretação de normas técnicas.
Além de documentos técnicos foram utilizados equipamentos como registradores
digitais de vazão e pressão no qual foi possível o levantamento de dados como
vazão volumétrica (hidrômetros) precisos.
Os resultados demonstrados por meio de planilhas eletrônicas padronizadas de
coleta e as análises dos dados são obtidos em conformidade com os procedimentos
internos da Empresa Sabesp.
Em gráficos demonstram-se os dados coletados o que permite uma visualização fácil
e são conclusivos, além disso, por fotos, registrou-se as redes, as análises e coletas
e todo o material em campo.
Para desenvolver o estudo de caso sobre controle de perdas de água recorreu-se
aos materiais e documentos técnicos disponíveis da área de estudo. Tais
documentos estão relacionados as medições efetuadas pelos técnicos da
companhia de água.
21
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1 Aspecto Ambiental
O tema Perdas em Sistemas de Abastecimento de Água está diretamente
relacionado com o problema ambiental da exploração dos recursos hídricos. A
explosão do crescimento populacional, com concentração nas grandes cidades,
provocou a escassez dos recursos hídricos pela enorme demanda do consumo de
água e pela acentuada degradação dos mananciais, sob o aspecto qualitativo e
quantitativo, reduzindo a oferta (BRASÍLIA, 2000).
O acesso à água é uma questão geradora de inúmeros conflitos e disputas entre os
diversos setores econômicos que competem pelo seu uso, como o abastecimento
doméstico, energia, a indústria e a irrigação, entre outros. Estes conflitos e disputas
crescem a cada dia, principalmente pelo fato de que a maior parte dos recursos
hídricos disponíveis no planeta está sendo comprometido pelo crescimento
populacional, pela poluição dos mananciais e pelos desequilíbrios ambientais e
climáticos (BRASÍLIA, 2006).
Após a primeira metade do século XX, as comunidades reconheceram a importância
da preservação do meio ambiente e atentaram ao fato de que os recursos naturais
não poderão continuar sustentando este crescimento desarticulado indefinidamente.
Enquanto a população mundial continua a crescer, nossos recursos naturais são
finitos. A preocupação com os recursos d’água por meio da preservação dos
mananciais, da recuperação de perdas em sistemas de abastecimento e da
economia do seu consumo evitando o desperdício, são sem dúvida os principais
fatores de contribuição diante da previsão do crescimento da população mundial
(FRIAÇA, 2013).
O planejamento do uso da água em um programa de conservação/uso racional da
água deve ser realizado considerando os vários tipos de utilização da água, o
Manual de Conservação e Reuso da Água na Industria retrata este aspecto
22
(FIRJAN, 2006). Assim, um programa como este não se isola dos demais, sendo
interface de programas de redução e controle de perdas, reabilitação e conservação
dos mananciais, redução de consumo de energia, coleta e tratamento de esgoto,
reuso da água e aproveitamento de água de chuva, e instrumento de gestão
sustentável para contribuir na preservação da humanidade.
No Brasil, em abril de 1997, propendendo promover o uso racional da água, em
benefício da saúde pública, do saneamento ambiental e da eficiência dos serviços
prestados, foi constituído na esfera federal um programa de conservação e uso
racional da água de abastecimento público Programa Nacional de Combate ao
Desperdício de Água – PNCDA, propiciando a melhor produtividade de ativos
existentes e a consequente postergação dos investimentos para expansão do
sistema de saneamento (TSUTIYA, 2004).
4.2 Histórico da Redução e Controle de Perdas
Segundo Mello e Piasentin (2011), a visão do gerenciamento de vazamentos tem
mudado gradualmente desde os anos 80, quando a economia de água teve
reconhecimento internacional. Esta mudança foi inicialmente promovida pelas
agências internacionais de financiamento. Estas organizações, como o Banco
Mundial, recomendaram e exigiram das companhias de saneamento ações para a
redução de perdas reais em seus sistemas de abastecimento. Assim, as companhias
de saneamento implantaram o mais intensivo gerenciamento de perdas, utilizando
os princípios e as técnicas apresentadas nas séries de relatórios intitulados
Managing Leakage publicados pela Water Research Centre (WRC). Assim, as
agências internacionais foram as primeiras a reconhecer o significado de vazamento.
O Controle de perdas reais começou a ser feito por meio de modelagem ativa e
controle de pressão entre os anos de 80 e 90 (DALFRE; DINIZ, 2011).
O histórico dos procedimentos de análises das perdas em nível internacional e
nacional são apresentados a seguir: (ARIKAWA, 2005)
23
“1980 – Inglaterra – Leakage Control Policy and Practice - Relatório 26 Redução de Perdas Físicas - WRC;
1980 – Estados Unidos da América – Manual M36 - Auditoria de Perdas American Water Works Association (AWWA);
1991 – Kopenhagen – Revisão Internacional - Internacional Water
Association (IWA);
1992 - 1994 – Inglaterra – Conceito de Estimativa de Vazamentos Inerentes
e Arrebentados (em inglês: Bursts and Background Estimates - BABE) –1994 – Inglaterra – Controle de Perdas 9 Informes: Managing Leakage –
Reports A to J - WRC;
1994 - 1998 – Inglaterra – Seção de Descarga Constante e Variável (em
inglês: Fixed and Variable Area Discharge - FAVAD);
1996 - 2000 – Força Tarefa – Introdução de terminologia padrão e Melhores
Práticas para análise de índices de performance e Perdas Reais Anuais
Inevitáveis (PRAI) (em inglês: Unavoidable Annual Real Losses - UARL) IWA;
2001 – Alemanha – International Report - IWA;
2002 – Princípios de cálculo do Nível Econômico de Perdas: atualização da
abordagem apresentada no Report A - Key principles in the economic level
of leakage calculation referente aos 9 Informes da Managung Leakage WRC.”
Dentre os diversos estudos realizados sobre perdas de água vale destacar o
Leakage Control, Policy and Practice – Report 26 – publicado em 1980 pela WRC.
Este relatório técnico proporcionou, não apenas para a Indústria de Água da
Inglaterra, mas também para a comunidade internacional, o ponto de partida para
que os operadores de sistemas de abastecimento de água examinassem suas
perdas, e desenvolvessem melhores técnicas para controlá-las. O grupo de trabalho
responsável pela elaboração do projeto organizou a realização de programas
experimentais (cerca de 500 experimentos) com os seguintes objetivos:

Quantificar os níveis de vazamentos que ocorrem nas várias partes
da infraestrutura de um sistema de abastecimento de água;

Encontrar evidências que pudessem determinar um procedimento
para estabelecer métodos econômicos de controle de perdas e;

Agrupar conhecimentos que pudessem servir de base para a
aplicação de regras gerais.
24
Dez anos após, a National Leakage Initiative, grupo formado na Inglaterra, reuniu-se
com as associações prestadoras de serviços para rever e atualizar a metodologia
referente ao combate de perdas. Esta iniciativa levou à publicação do Managing
Leakage Reports (1994) constituído de nove relatórios que compõem o modelo para
conceituação das perdas e apresentação de técnicas para sua redução e controle.
Também aborda a determinação de indicadores de desempenho, a avaliação
econômica, a estimativa de água consumida não medida, a interpretação da mínima
vazão noturna e seu uso, o controle de pressão e as perdas nas unidades
consumidoras.
Outros trabalhos, datados de 2000-2001, como o Best Practice e o International
Report, atualizaram os métodos para avaliação de perdas, e definiram as melhores
práticas para análise de indicadores de performance em sistemas de abastecimento
de água (Arikawa,2005).
A partir do início do século XXI, muitas discussões acerca do Nível Econômico de
Vazamentos têm voltado à atenção dos operadores de sistemas de abastecimento
de água, pois envolve métodos para determinação do balanço entre custos e
benefícios do gerenciamento de perdas reais.
Segundo Arikawa (2005), com a conscientização da importância de redução de
perdas, as concessionárias de saneamento, tanto públicas quanto privadas,
iniciaram programas para reforçar estas ideias.
A seguir, são apresentados alguns eventos importantes que ocorreram sobre o
assunto:

A fim de diminuir o déficit de domicilio atendidos pelo sistema de
saneamento, em 1969 foi instituído o PLANASA – Plano Nacional de
Saneamento – em que foram investidos recursos financeiros para
melhoria e ampliação da rede em grandes centros urbanos;

As Companhias Estaduais de Saneamento participam em 1980 do
Seminário de Macromedição no Rio de Janeiro;
25

Em 1981, constituição da Comissão Nacional de Controle de Perdas
pelo Banco Nacional de Habitação (BNH), formada por representantes de
diversas companhias de saneamento, destinada a assessorar o banco no
estabelecimento de diretrizes de âmbito nacional para controle de perdas;

Com a finalidade de reduzir o volume de água perdida e identificar e
eliminar os fatores de perda no sistema, o BNH iniciou a campanha para
redução de perdas o qual acabou resultando no Plano Estadual de
Controle de Perdas (PECOP), no ano de 1981;

Em 1984, o PECOP sofreu reformulações em sua abrangência,
dando maior ênfase na ação global de planejamento, controle e
desenvolvimento da operação, originando o Programa de Controle e
Desenvolvimento da Operação (PEDOP);

Foi criada a Câmara de Desenvolvimento Operacional com o
objetivo de desenvolver programas relacionados à redução das perdas e
otimização dos sistemas de abastecimento de água;

Em 1995, o Programa de Modernização do Setor de Saneamento
(PMSS) implementa o Sistema Nacional de Informações de Saneamento
(SNIS). O SNIS constitui um diagnóstico contendo informações coletadas
e indicadores de desempenho, referentes a uma amostra de companhias
de saneamento e uma série de visões gerais e históricas da prestação de
serviços de água e esgotos;

Em 1997, o Programa Nacional de Combate ao Desperdício de
Água (PNCDA), financiado pela União, foi desenvolvido pela Secretaria
Especial de Desenvolvimento Urbano da Presidência da República
(SEDU/PR), por intermédio de convênio firmado com a Fundação para
Pesquisa Ambiental da Universidade de São Paulo. Este programa tem
como objetivo a realização de estudos dirigidos na área de saneamento e
a criação de 16 Documentos Técnicos de Apoio (DTA);

4 novos DTA´s foram criados em 1999;

Em 2002, foi realizado o Seminário Internacional de Redução e
Controle de Perdas em Sistemas de Abastecimento de Água, no Recife –
PE.
26
4.3 Definições de Perdas de Água
A primeira ideia que vem à cabeça quando se fala em perda é toda água tratada que
foi disponibilizada na rede mas se perdeu no caminho e não chegando ao seu uso
final. Essa noção, entretanto, trata a perda como algo físico, um volume de água
perdido em um vazamento, por exemplo.
O conceito de perdas, contudo, sob a perspectiva empresarial é que se o produto for
entregue e, por alguma motivo, não for faturado, tem-se um volume de produto onde
foram incorporados todos os custos intrínsecos de produção industrial e transporte,
mas que não está sendo contabilizado como receita, ou seja, é prejuízo só que de
conotação diferente em relação ao caso anterior, sendo mais ligada ao aspecto
comercial do serviço prestado (TSUTIYA, 2004).
Um aspecto relacionado com as perdas de água, diz respeito à terminologia utilizada
para a avaliação das perdas e do desempenho das companhias de saneamento. A
adoção de uma nomenclatura padrão é um requisito básico para estruturar qualquer
estudo sobre perdas de água. Os significados de termos como vazamentos, perdas,
águas não-faturadas e águas não contabilizadas são muito divergentes entre as
companhias de saneamento, não somente no Brasil, mas também em outros países.
Enquanto alguns países utilizam terminologias próprias de termos técnicos para
cálculo de gerenciamento de perdas, nenhum é completamente consistente com os
outros (Arikawa,2005).
A abordagem mais detalhada sobre os componentes do volume de perdas é
presentada no desenvolvimento do tema relativo ao Balanço das Águas. Segundo a
conceituação definida pela IWA, as perdas podem ser definida em:
Perda de Água: corresponde à diferença entre a água entregue ao sistema de
abastecimento e os consumos autorizados, medidos e não-medidos, faturados ou
não-faturados, fornecidos aos consumidores e a própria companhia de saneamento.
Por esta definição, pode-se calcular as perdas sobre o volume faturado ou sobre o
volume micro medido pelas seguintes equações (equações 01 e 02):
27
Equação 1 - Perdas Sobre Volume Faturado
Equação 2 - Perdas Sobre Volume Medido
Sendo:
Volume de entrada: a água que é entregue ao sistema;
Volume operacionais/emergenciais/sociais: compreendem os volumes gastos em
lavagem de tubulações e reservatórios, em descargas de rede para manutenção, em
combate a incêndio, e em alguns sistemas de abastecimento;
Pode-se identificar 2 tipos de perdas em um sistema de abastecimento de água
(TSUTIYA, 2004):
Perda Física: representa o volume de água produzido que não chega ao consumidor
final, devido à ocorrência de vazamentos redes de distribuição. De acordo com a
nova nomenclatura definida pela IWA, esse tipo de perda denomina-se Perda Real.
Perda Não-Física: representa o volume de água consumido, mas não contabilizado
pela companhia de saneamento, decorrente de erros de medição nos hidrômetros,
fraudes, ligações clandestinas e falhas no cadastro comercial, porem há o consumo
da água mas não o faturada. De acordo com o IWA, esse tipo de perda denomina-se
Perda Aparente (há outra denominação, frequentemente utilizada, que é Perda
Comercial).
Os problemas associados às perdas de água são:

Conservação dos recursos hídricos pois altos índices de perdas
reais requerem a ampliação da captação, do tratamento e do transporte
de volumes maiores de água do que requerido para consumo,
consequentemente, maiores gastos, inclusive com o consumo de energia
elétrica;
28

Vazamentos em redes de distribuição podem causar consideráveis
danos à saúde pública. A despressurização do sistema de distribuição
pode contaminar a água pela entrada de agentes nocivos na tubulação;

Vazamentos na rede de distribuição e nos ramais prediais podem,
eventualmente, encontrar, como caminho natural, os sistemas de coleta
de esgotos e as galerias de águas pluviais. No que se refere ao sistema
de esgotamento, representam um volume excedente nas estações de
tratamento de esgotos;

Os custos adicionais de produção e de distribuição da água recaem
sobre o consumidor final, gerando insatisfação do cliente e degradando a
imagem da companhia;

As perdas aparentes não apresentam o impacto físico verificado
com as perdas reais, mas exercem impacto econômico-financeiro ao setor
de saneamento e aos consumidores.
Portanto, os problemas devido às perdas de água estão relacionados com os
aspectos:

Técnico: nem toda água produzida chega ao consumidor final;

Financeiro: nem toda água entregue ao consumidor final é
propriamente medida ou faturada.
A Tabela 1 resume os pontos importantes com relação às perdas.
29
Tabela 1 - Principais tipos de perdas
Fonte: Tsutiya
Características Principais
ITEM
Tipo de ocorrência mais
comum
Perdas Reais
Vazamento
Custo de produção da água
Custos associados ao volume tratada
de água perdido
Perdas Aparentes
Erro de medição
Valor cobrado no varejo ao
consumidor
Desperdício dos recursos
naturais
Efeito no meio ambiente
Efeito na saúde pública
Ponto de vista empresarial
Ponto de vista do consumidor
Efeitos finais no consumidor
Maiores impactos ambientais
devido à necessidade de
Não é relevante
implantação da exploração dos
mananciais
Riscos de contaminação
Perda de produto
industrializado
Imagem negativa da empresa,
associada ao desperdício e
ineficiência
Não é relevante
Repasse de custos à tarifa
Repasse de custos à tarifa
Desincentivo ao uso racional
da água
Incitamento ao roubo e furto
Perda elevada da receita
Não é uma preocupação
imediata
Somente por meio da medição é possível conhecer, diagnosticar, alterar e avaliar as
diversas situações operacionais em um sistema de abastecimento de água.
4.3.1 Macromedição e Micromedição
No setor de saneamento os termos Macromedição e Micromedição são muito
utilizados, principalmente quando se trata da operação do sistema de abastecimento
de água, e mais especificamente, das ações que envolvem as perdas. As definições
desses termos são (TSUTIYA, 2004):

Macromedição: é o conjunto de medições de vazão, pressão e nível
de reservatório efetuadas nos sistemas de abastecimento de água, desde a
captação no manancial até imediatamente antes do ponto final de entrega
para o consumo.
30

Micromedição: é a medição do volume consumido pelos clientes da
companhia de saneamento, cujo valor será objeto da emissão da conta a ser
paga pelo cliente.
4.3.2 Balanço Hídrico
O Balanço Hídrico, segundo Tsutiya (2004), é uma maneira organizada de avaliar os
componentes dos fluxos do sistema de abastecimento de água, seus usos e valores.
É uma excelente ferramenta de gestão, pois a partir dela pode ser gerados diversos
indicadores de desempenho para o acompanhamento das ações técnicas,
operacionais e empresariais.
A representação e a quantificação de todos os possíveis usos da água em um
sistema de abastecimento, desde o instante em que é captada no manancial até o
momento em que é disponibilizada ao consumidor final, têm muito mais aplicações
práticas do que se pode supor. É uma visão integrada e completa dos fluxos de
processo, importações, exportações, pontos de medição e pontos de uso ou
consumo, como pode ser observado na Figura 1.
Figura 1 - Esquema geral do sistema de abastecimento de água
Fonte: Arikawa (2005)
31
Vale ressaltar, a importância da medição de vazão em todas as partes da
infraestrutura. O cálculo do balanço requer medições ou estimativas criteriosas dos
volumes de água em cada ponto de controle do sistema de abastecimento. Sempre
que possível deve recorrer-se a medidores de vazão. Na sua ausência, é necessária
a utilização de estimativas baseadas em dados diretos (RIGHETTO,2009).
Com o intuito de uniformizar uma estruturação básica em nível mundial para o
Balanço de Águas, a IWA propôs uma matriz onde são apresentadas as variáveis
mais importantes para a composição dos fluxos e usos da água, conforme
apresentado na Tabela 2.
Tabela 2 - Componentes do balanço de águas
Fonte: Arikawa (2005)
Consumo faturado e medido [m³/ano]
Consumo
autorizado
[m³/ano]
Consumo faturado e não medido [m³/ano]
Água
faturada
[m³/ano]
Consumo não faturado e medido [m³/ano]
Consumo não faturado e não medido [m³/ano]
Água que
entra no
sistema
[m³/ano]
Uso não autorizado [m³/ano]
Erros de medição [m³/ano]
Perdas reais nas tubulações de água bruta e
no tratamento [m³/ano]
Perdas de
água [m³/ano]
Água não
faturada
[m³/ano]
Fugas nas tubulações de adução e / ou
distribuição [m³/ano]
Fugas e extravasamentos nos reservatórios
de adução e / ou distribuição [m³/ano]
Fugas nos ramais [m³/ano]
A seguir serão apresentadas as definições dos componentes do Balanço Hídrico,
tendo por base as considerações da IWA.
32

Água que entra no sistema: volume anual introduzido na parte do
sistema de abastecimento de água;

Consumo autorizado: volume anual de água, medido ou nãomedido, fornecido pela companhia de abastecimento;

Perdas de Água: volume referente à diferença entre a água que
entra no sistema e o consumo autorizado;

Consumo Autorizado Faturado: volume que gera receita potencial
para a companhia de saneamento;

Consumo autorizado não-faturado: volume que não gera entrada de
receita para a empresa, provindos de usos da água no sistema de
distribuição;

Perdas reais: volumes que escoam por meio de vazamentos nas
tubulações, nos reservatórios e por extravasamentos;

Perdas aparentes: soma todos as imprecisões relativo às medições
da água produzida, consumida, e o consumo não-autorizado;

Água não-faturada: diferença entre os totais anuais da água de
entrada no sistema e do consumo autorizado faturado.
4.3.3 Indicadores de Perdas
Segundo Arikawa (2005), os indicadores são índices calculados para se medir as
perdas, gerenciar a evolução dos volumes perdidos, tomar ações de controle,
comparar sistemas de abastecimento de água distintos e destacar os pontos fortes e
fracos dos diversos setores da companhia de saneamento. Existem diversos
indicadores específicos que estão vinculados às ações de controle de perdas.
A correta aplicação e interpretação de qualquer tipo de indicador de perdas
pressupõe:

Entendimento universal sobre as parcelas que compõem as perdas;

Medições sistematizadas ou critérios claros para a estimativa de
volumes não-medidos.
33
Sobre o assunto Tsutiya (2004), afirma que com o objetivo padronizar, a nível
mundial, a IWA está apresentando, conceituando e discutindo uma série de
indicadores relativos aos sistemas de abastecimento de água, onde se incluem os
indicadores de perdas.
No Brasil, há também essa preocupação, onde as associações das empresas
estaduais e municipais de saneamento formularam propostas para nortear as
companhias na apropriação dos números e no cálculo dos indicadores.
Os indicadores mais utilizados são:

Indicador Percentual
É o indicador mais comum por ser o mais fácil de ser interpretado pois compara o
volume total anual de água perdida (perdas reais + aparentes) com o volume total
produzido. O sistema pode ser completo (a partir da captação, até a distribuição), ou
focar apenas uma parte da Estação de Tratamento de Água - ETA - ou somente a
rede de distribuição.
Esta comparação apresenta a seguinte formulação (equação 3):
Equação 3 - Índice de Perdas
Este indicador tem como grande desvantagem a dificuldade de comparação de
performance entre sistemas diferentes. Em outras palavras, dois sistemas de
abastecimento distintos, que apresentam um mesmo volume perdido, podem gerar
índices de perdas diferentes em função de algumas características dos sistemas,
tais como, a presença de grandes consumidores em um sistema em contrapartida a
um padrão preponderante de consumidores residenciais em outro, consumos “per
capita” mais elevados em um sistema em relação ao outro, existência de
intermitência de água, etc.
34
Por este motivo tem sido proposto abandonar esse indicador como um “indicador
técnico” para a gestão das perdas na distribuição de água. Sendo aplicado apenas
para uma avaliação financeira do problema, utilizando-se no numerador do índice os
volumes referentes às Águas Não-Faturadas, e não os Volumes Perdidos.
A Tabela 3 mostra uma tentativa preliminar de classificação dos sistemas de
abastecimento de água em relação às perdas, bem como busca dar uma referência
da ordem de grandeza dos números percentuais geralmente encontrados.
Tabela 3 - Índices percentuais de perdas
Fonte: Tsutiya (2004)
Índice Total de Perdas (%) Classificação do Sistema
Menor do que 25
Entre 25 e 40
Maior do que 40

Bom
Regular
Ruim
Índice de Perdas por Ramal
Este indicador compara o Volume Perdido Total Anual com o total de ramais
existente na rede de distribuição de água, acrescido de um “fator de escala” para
equalizar setores de diferentes tamanhos. Apresenta a seguinte formulação para
cálculo do índice (equação 4):
Equação 4 - Índice de Perdas por Ramal
Por focar as perdas nos ramais fica muito dependente da densidade de ramais
existente. Por apresentar valores muito elevados em áreas com baixa ocupação
urbana, seu uso é recomendado em regiões em que a densidade de ramais é
superior a 20 ramais/km, valor que ocorre praticamente em todas as áreas urbanas.
Um problema apresentado por este índice é a não consideração da pressão de
operação do sistema como uma variável na comparação da performance que
influencia sobremaneira o comportamento das Perdas Reais.
35

Índice de Perdas por Extensão de Rede
O indicador relaciona o Volume Perdido Total Anual com a extensão da rede de
distribuição de água do setor, conforme equação abaixo (equação 5):
Equação 5 - 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. Daí recomendar-se o seu emprego
para áreas com densidade de ramais inferior a 20 ramais/km, o que representa
geralmente regiões mais afastadas do centro com características de ocupação rural.
As considerações feitas para o indicador apresentado no item 4.3.3.2 quanto à
pressão de trabalho na rede de distribuição, também são aplicáveis a este indicador.

Índice Infra Estrutural de Perdas
É a proposta mais moderna de se avaliar a situação das perdas e permitir a
comparação entre sistemas distintos. Rapidamente este indicador foi aceito e
utilizado no gerenciamento das perdas reais em empresas de saneamento pois
descreve de forma ponderada o grau de eficiência do setor.
O indicador é um número adimensional, obtido a partir da relação entre o nível atual
de perdas encontrado em um sistema e o nível mínimo de perdas esperado para o
sistema (perdas inevitáveis). O conceito básico é (equação 6):
Equação 6 - Índice Infra Estrutural
Quanto mais distante do valor unitário, pior é a condição de perdas do sistema. A
vantagem desse indicador é a incorporação de variáveis importantes que influenciam
36
as perdas, tal como a pressão de operação da rede e a comparação entre sistemas
distintos.
Segundo Tardelli Filho (2004), não é adequado para setores com menos de 5000
ligações, pressão menor que 20 mca e baixa densidade de ligações (<10 lig./km).
O conceito de Perda Inevitável Anual é dado pela seguinte fórmula (equação 7):
Equação 7 - Perdas Inevitáveis Anuais
Onde:
Lm = extensão de rede (km);
Nc = número de ligações;
P = pressão média de operação (mca).
4.4 Perdas Reais em Sistema de Abastecimento de Água
As perdas de água em sistemas de abastecimento podem ocorrer em todas as
etapas da infraestrutura de uma rede. Também é apropriado dizer que as perdas de
água ocorrem em todos os sistemas de abastecimento, apenas o volume de perdas
é que varia, pois depende das características físicas do sistema de abastecimento,
de fatores e costumes locais, de práticas operacionais e do nível de tecnologia
aplicada para o seu controle.
As
origens
e
magnitudes
das
perdas
esquematicamente, conforme a Tabela 4.
reais
podem
ser
representadas
37
Tabela 4 – Perdas reais por subsistema
Fonte: PNCDA, DTA – A2 (1998)
Perdas Reais
Origem
Subsistema
Vazamento nas tubulações
Adução de
água bruta Limpeza do poço de
sucção
Vazamentos estruturais
Tratamento Lavagem de filtros
Descarga de lodo
Vazamentos estruturais
Reservação Extravasamentos
Limpeza
Vazamentos nas
Adução de tubulações
Limpeza do poço de
água
sucção
tratada
Limpeza
Vazamento na rede
Distribuição Vazamento em ramais
Descargas
Magnitude
Variável, função do estado
das tubulações e da
eficiência operacional
Significativa, função do
estado das instalações e da
eficiência operacional
Variável, função do estado
das instalações e da
eficiência operacional
Variável, função do estado
das
tubulações
e
da
eficiência operacional
Significativa, função do
estado das tubulações e
principalmente das pressões
Vários estudos apontam o sistema de distribuição como a parte da infraestrutura
onde as perdas são notadamente maiores que no restante do sistema. Haja vista,
que as perdas reais resultam em maior valor na rede de distribuição, devido,
principalmente, às altas pressões, e nos ramais decorrente do grande número de
juntas e conexões entre tubos bastante vulneráveis a vazamentos (RIGHETTO,
2009).
4.4.1 Sistema de Abastecimento de Água
Segundo Azevedo Netto (1998), entendem-se por sistemas de abastecimento de
água o conjunto de equipamentos, obras e serviços voltados para o suprimento de
água potável a comunidades, para fins de consumo doméstico, industrial e público.
Um sistema de abastecimento público de água abrange diversas unidades, definidas
a seguir (ARIKAWA, 2005):
38
Manancial: é o corpo de água superficial ou subterrâneo, cuja captação de água
propicia o abastecimento. A vazão deve ser suficiente para atender a demanda de
água no período de projeto, e a qualidade dessa água deve estar de acordo com os
padrões mínimos estabelecidos.
Captação: conjunto de estruturas e dispositivos, instalados junto ao manancial, para
a retirada de água que atenderá ao sistema de abastecimento.
Estação elevatória: obras e equipamentos utilizados para a recalcar a água a fim de
vencer um desnível do terreno.
Adutora: canais utilizados para transporte de água entre as unidades que precedem
a rede de distribuição porem não têm a função de distribuir água aos consumidores.
Estação de tratamento de água: local destinado ao tratamento de água a fim de
garantir os padrões de potabilidade.
Reservatório: regulador das variações entre as vazões de adução e de distribuição e
condicionador das pressões na rede de distribuição.
Rede de distribuição: conjunto de tubulações e órgãos acessórios, destinados a
distribuir
água
potável
aos
consumidores
garantindo
a
continuidade
do
abastecimento e em quantidade e pressão recomendadas.
O objetivo principal do sistema de abastecimento de água é fornecer ao usuário uma
água de boa qualidade para seu uso, quantidade adequada e pressão suficiente.
4.4.2 Redes de Distribuição de Água
Segundo Azevedo Netto (1998), é a unidade do sistema que conduz a água para os
pontos de consumo (prédios, industrias, etc.). É constituída por um conjunto de
tubulações e peças especiais dispostas convenientemente, a fim de garantir o
abastecimento dos consumidores de forma contínua na quantidade e pressão
recomendadas.
39
4.4.2.1 Limites de Velocidade nas Tubulações
Conforme a NBR-12218/1994, as redes de distribuições devem operar com
velocidades entre 0,6 m/s e 3,5 m/s. O limite de 3,5 m/s pode causar uma alta perda
de carga na rede primária. O uso de velocidades próximas a 2 m/s é aconselhável
para utilização em rede primária, pois possibilitará operar o sistema com pressões
mais estáveis (PNCDA, DTA-D1, 1999).
4.4.2.2 Pressões Mínimas e Máximas
Segundo Tsutiya (2004), a magnitude das pressões hidráulicas efetivas que irão
atuar na rede de distribuição exerce um papel de fundamental importância no projeto
de distribuição de água, repercutindo, significativamente, no custo de implantação e
operação do sistema, como também na qualidade do serviço.
Para o dimensionamento da rede, é importante a pressão dinâmica mínima e a
estática máxima. Estabelecem-se pressões mínimas para que a água alcance os
reservatórios domiciliares. A fixação de pressões máximas é função da resistência
das tubulações e controle das perdas de água. É recomendável que, obedecidas às
condições de pressões mínimas, as máximas sejam as menores possíveis.
De acordo com a norma NBR-12218/1994 da ABNT, a pressão de operação da rede
deve estar entre 10 mca e 50 mca.
4.4.3 Perdas na Distribuição
Almeida et al. (2011) Este tipo de perda ocorre por vazamentos na rede de
distribuição e nos ramais prediais. As redes distribuidoras apresentam as maiores
dificuldades operacionais do sistema de abastecimento, justamente por serem obras
enterradas e estarem espalhadas por grandes áreas urbanas.
Melato (2010) diz que os custos das perdas na rede de distribuição são os maiores
custos de perdas envolvidos em todo o sistema de abastecimento de água, pois
além do volume de perdas ser significativamente maior do que as perdas existentes
40
nas outras unidades da infraestrutura, o custo unitário por metro cúbico de água
tratada também é consideravelmente maior. A que se refere às perdas reais, incluem
os custos de produção e transporte de água tratada, tais como energia elétrica, mão
de obra, manutenção, produtos químicos, etc.
Na maioria dos sistemas de abastecimento de água das cidades brasileiras, as
ampliações das redes de distribuição ocorrem na direção das ocupações urbanas da
periferia, normalmente sem um adequado planejamento e projeto (em sentido
contrário ao que de fato deveria acontecer, ou seja, a implantação da infraestrutura
deveria induzir a expansão urbana planejada).
As perdas reais podem indetectáveis por meses ou anos dependendo do tipo de
vazamento existente. O volume perdido depende principalmente da política de
controle ativo dos vazamentos e das características físicas e operacionais da rede
quais sejam: a pressão de operação, a frequência de novos vazamentos, a
proporção de vazamentos visíveis, o tempo de conhecimento, localização e reparo
dos vazamentos e o nível de vazamentos inerentes.
Pode-se classificar vazamentos em (TARDELLI FILHO, 2005):
Vazamentos visíveis: são aqueles facilmente notados pelos técnicos da companhia e
pela população, pois afloram à superfície tornando-se visíveis. Geralmente, os
vazamentos visíveis apresentam grandes vazões de perdas por curtos períodos de
ocorrência, porque são rapidamente identificados e reparados para restabelecimento
do abastecimento.
Vazamentos não-visíveis: compreendem os vazamentos que não afloram à
superfície. Os vazamentos não-visíveis podem ser detectáveis ou indetectáveis por
equipamentos acústicos de pesquisa, descritos a seguir.
Vazamentos não-visíveis detectáveis: são vazamentos de menor vazão do que os
vazamentos visíveis, e maior vazão do que os vazamentos inerentes. Quanto ao
tempo de ocorrência, eles podem perdurar por alguns dias ou por meses,
dependendo da política do controle ativo de vazamentos.
41
Vazamentos não-visíveis indetectáveis ou vazamentos inerentes: compreendem os
vazamentos que, individualmente, apresentam pequenas vazões, em geral,
inferiores a 0,25 m³/h (TSUTIYA, 2004), entretanto, constituem-se em parcela
significativa das perdas por vazamentos, pois ocorrem por longos períodos de tempo
uma vez que não são detectáveis por métodos acústicos de localização de
vazamentos. Os vazamentos inerentes podem ser quantificados pela aplicação de
técnicas de estanqueidade em áreas de limites definidos.
A Figura 2 resume as características dos vazamentos e as ações para o seu
combate.
Figura 2 – Tipos de vazamentos e síntese de ações para redução de perdas reais
Fonte: Arikawa (2005)
4.4.3.1 Causas e Ocorrências das Perdas Reais
As causas de vazamentos mais importantes são apresentadas a seguir (TARDELLI
FILHO, 2005):
a) Má qualidade dos materiais
A má qualidade das tubulações e dos acessórios é um problema que ocorre nos
sistemas de abastecimento de água. Para se evitar este tipo de problema é
aconselhável a execução de um projeto executivo aliado a especificação de
42
materiais
de
alta
qualidade.
Além
disso,
no
momento
da
execução
o
acompanhamento por um Engenheiro responsável é fundamental.
b) Má qualidade dos serviços
A má qualidade dos serviços também é um problema que ocorre nos sistemas de
abastecimento de água. Para garantir a vedação perfeita durante a construção é
necessário, além de materiais de boa qualidade, um serviço executado com
qualidade e com mão-de-obra qualificada, de forma a obter regularidade no fundo
das valas, compactação perfeita, execução das ancoragens, assentamento das
tubulações, execução correta das juntas, etc.
O gotejamento em juntas de tubulação é a principalmente causado pela má
qualidade dos materiais e dos serviços. Este tipo de vazamento é muito pequeno.
Entretanto, devido à grande quantidade de juntas e o longo período que estes
vazamentos levam para serem detectados torna o volume total perdido expressivo.
c) Deterioração das tubulações
Sem entrar no mérito dos problemas de suprimento que se verificam quando
ocorrem significativas incrustações nas paredes internas dos condutos, mas,
levando em consideração apenas as questões que dizem respeito às perdas de
água, é comprovado, pela observação das redes existentes, que com o passar do
tempo elas têm suas características de estanqueidade fragilizadas pela ação de
alguns dos fatores citados no item 4.4.2.2, atuando de forma isolada ou combinada.
Essa ação deteriora as características do corpo da tubulação e/ou de suas juntas
originando falhas por onde ocorrem as fugas de água.
Segundo PNCDA, DTA-D1 (1999), às tubulações de material plástico, principalmente
as de PEAD – Polietileno de Alta Densidade, podem sofrer redução da vida útil
quando sujeitas à ações térmicas, estoque inadequado e ações dinâmicas que
levam à fadiga do material.
43
É evidente que, quanto maior a idade das tubulações maior o seu grau de
degenerescência e, consequentemente, maior o seu volume de vazamentos.
A rugosidade da tubulação é o fator crítico, com relação às perdas de carga
distribuídas. Valores de coeficiente C de Hazen-Williams entre 90 e 140 são
aceitáveis, conforme a idade e o material da tubulação. Na prática, considerando o
diâmetro nominal da tubulação, podem ser encontrados valores de C menores que
50, ou seja, a incrustação é tão grande que há significativa alteração no diâmetro
interno da tubulação (PNCDA, DTA-D1, 1999).
Para os casos em que a substituição das redes é inevitável, já existem técnicas em
que esta operação se processa por método não destrutivo, ou seja, sem
necessidade de abertura de valas no leito carroçável das vias. A decisão pela
substituição das redes de distribuição de água de uma determinada área, em função
da idade das tubulações e do índice de perdas associado, deve ser precedida de
uma análise de viabilidade econômica, comparando-se o benefício dessa
intervenção com o custo de execução da obra.
d) Movimento do solo
Dentre as principais causas de movimentação do solo estão a variação do grau de
umidade, variação da temperatura, congelamento e compactação das camadas de
terra. Na movimentação do solo pode ocorrer o deslocamento das tubulações,
resultando em esforços que dão origem a fadiga em locais bem determinados,
podendo resultar na ruptura do tubo.
e) Efeitos do tráfego
O efeito do tráfego pesado afeta a movimentação do solo, podendo causar rupturas
em tubulações se não forem projetadas para suportar as pressões externas. Caso o
aterramento acima dos tubos da rede de distribuição não for executado de maneira
adequada, isto poderá agravar o problema.
44
f) Consumos operacionais excessivos
Estas perdas são relacionadas ao próprio processo de operação do sistema pois
para a atividade de operação se faz necessário o uso da água para lavagem,
limpeza, descarga e desinfecção da rede. Quando estes consumos são demasiados,
ocorrem grandes desperdícios, o que acarreta em um aumento no custo de
produção da água.
g) Oscilações de pressão
As oscilações repentinas de pressão, por vezes em maior intensidade que a
resistência de projeto da linha de tubos, podem ser causadas pelo ligamento e
desligamento de bombas de estações elevatórias e “boosters” ou na operação
rápida de abertura e fechamento de válvulas.
As ocorrências destes eventos podem causar arrebentamentos em tubulações
devido ao deslocamento em blocos de ancoragem, expulsão da vedação das juntas,
flexão indesejável dos tubos, movimentação dos tubos e outros acidentes.
h) Pressões altas nas tubulações
A perda nos vazamentos depende do porte da fuga (trinca, furo ou ruptura) do
material da tubulação e da pressão de operação do sistema. O fator que mais
influência para uma maior perda real em sistema de abastecimento de água é a
pressão. A pressão de operação na rede de distribuição é o parâmetro operacional
mais importante na vazão dos vazamentos e na frequência de sua ocorrência. A
elevação da vazão de vazamentos e a incidência de arrebentamentos está
associada ao aumento de pressão na rede e está diretamente ligada a quantificação
dos volumes perdidos.
4.4.3.2 Ações para Redução de Perdas Reais
O controle de perdas reais pode ser alcançado com sucesso por meio da aplicação
de quatro ações básicas (TSUTIYA, 2004).
45
Quando a rede é deteriorada por algum motivo, as perdas tendem a aumentar se
não forem implementadas algumas das quatro ações de combate às perdas (Figura
3). A análise destas ações – qualidade do reparo, controle ativo de vazamentos,
gerenciamento da infraestrutura e controle de pressões – indica que enquanto os
três primeiros podem ser aplicados para reduzir o volume de perdas atuais
atendendo à fronteira do volume de perdas inevitáveis, o controle de pressões atua
diretamente sobre o conjunto desses fatores, sendo o elemento determinador tanto
do volume de perdas atuais quanto do volume das perdas inevitáveis.
Figura 3 – Componentes do controle de perdas reais
Fonte: Arikawa (2005)
O quadro central representa as Perdas Reais Anuais Inevitáveis, o quadro
intermediário representa o nível econômico de perdas e o quadro externo representa
o volume potencialmente recuperável de perdas reais com as ações de redução de
perdas. Quanto às ações de combate às perdas reais, uma breve abordagem de
cada uma delas é apresentada a seguir:
a) Controle ativo de vazamentos
O método mais utilizado no controle de vazamentos é a busca por de vazamentos
não-visíveis. O controle ativo envolve intervenções periódicas de pesquisa de
vazamentos em tubulações enterradas com a utilização de equipamentos acústicos
46
de detecção. A eficiência de um programa de controle ativo de vazamentos na
obtenção de níveis econômicos de perdas por vazamentos depende da frequência
da pesquisa, das vazões de perdas, do tempo de duração dos vazamentos e da
visão do administrador quanto à viabilidade econômica em dar continuidade às
atividades de pesquisa.
O monitoramento contínuo das vazões em áreas de controle é uma ferramenta não
estritamente necessária, mas importante para o controle ativo de vazamentos, pois
permite analisar gráficos de tendência (acréscimo ou decréscimo) da mínima vazão
noturna para um dado período de observação, ou aumentos abruptos da vazão
indicando a existência de arrebentamento em determinada área de controle.
b) Rapidez e qualidade dos reparos
Desde o conhecimento da existência de um vazamento, o tempo decorrido para sua
efetiva localização e seu estancamento é um ponto chave para o gerenciamento das
perdas reais. Entretanto, a qualidade do reparo é um aspecto que deve ser
assegurado para evitar a reincidência do vazamento.
c) Gestão da infraestrutura
A prática das demais atividades já traz melhorias à infraestrutura do sistema.
Portanto, a substituição de tubulações somente deve ser realizada quando, após a
implantação de outras ações menos onerosas, ainda forem observados índices de
perdas elevados. Outros objetivos desta ação estão relacionados com a melhoria da
qualidade da água, e o uso apropriado das especificações na seleção dos materiais
e dos serviços.
d) Controle de pressão
O controle de pressão visa minimizar as pressões do sistema e a faixa de duração
das pressões máximas, bem como, assegurar os padrões mínimos de serviço aos
consumidores. Estes objetivos são atingidos pelo projeto específico e setorização
dos sistemas de distribuição, pelo controle de bombeamento direto na rede ou pela
47
introdução de uma VRP. O controle de pressão é a melhor forma de reduzir perdas
de vazamentos não-visíveis sem substituição de toda infraestrutura. Este assunto
será abordado com maior detalhamento no item 4.5.
4.5 Controle de Pressão
A forma mais rápida de se reduzir as perdas reais de um sistema de abastecimento
é por meio da redução das pressões por este motivo, esta técnica é conhecida e
utilizada pelas companhias de saneamento há muito tempo, segundo Arikawa
(2005).
O controle de pressão consiste não apenas em técnicas de redução de pressão,
mas também técnicas de sustentação de pressão, ou controle de vazão, que podem
garantir uma distribuição de água regular em termos de pressão e volume requeridos
pelos consumidores. Neste sentido, o sistema é projetado para operar em pressões
bem próximas às condições de serviço mínimas requeridas nos pontos mais
desfavoráveis.
Dados internacionais sobre a relação entre a pressão e a vazão dos vazamentos
demonstram que os vazamentos em sistemas de distribuição são muito mais
sensíveis às variações de pressão do que outros componentes de perdas. A
abordagem conceitual sobre perdas e a relação entre a pressão e a vazão de
vazamento encontra-se no item 4.5.1.
O controle de pressão envolve tanto o aumento quanto a diminuição da pressão, em
diferentes horas do dia ou do ano. Em cada caso, o controle de pressão tem
significativa influência sobre o volume potencial de recuperação das perdas e o
volume das perdas inevitáveis.
Em sistemas abastecidos por bombeamento direto é essencial evitar surtos
repentinos na variação brusca da pressão, originados por operações de liga-desliga
de bombas. Tais operações aceleram sobremaneira a deterioração da infraestrutura
das redes, aumentando significativamente a ocorrência de vazamentos. Nestes tipos
48
de sistemas, a vazão bombeada deve ser programada de forma a atender as
variações de consumo de um período de 24 horas.
Em sistemas onde esta previsão não é feita, qualquer diminuição no consumo será
compensada pelo aumento das perdas. Em sistemas abastecidos por gravidade,
geralmente as flutuações das vazões de operação são mais equilibradas e as
pressões não oscilam de forma abrupta, a menos de atividades oriundas da abertura
ou fechamento rápido de válvulas. Em condições normais de abastecimento por
gravidade as perdas são menos afetadas pelo fator pressão de operação.
O gerenciamento de pressão não é apenas a instalação de uma válvula redutora de
pressão em um distrito de medição. É importante considerar o comportamento de
todo o sistema de abastecimento e distribuição de água em conjunto com o controle
de pressão. As pressões devem ser otimizadas em um plano estratégico de longo
termo, e sob todos os aspectos de operação, manutenção, reabilitação e de
ampliação da rede. O controle de pressão deve ser cuidadosamente planejado e
implementado, sendo que algumas ações descritas a seguir, são sugeridas para o
seu gerenciamento (ARIKAWA, 2005):

Análises hidráulicas devem ser feitas na área de estudo para
conhecer a faixa de pressões ótima para o abastecimento;

Anteriormente à implantação do controle de pressão, deve ser feita
uma análise benefício-custo para a implantação de um controle fixo ou um
controle modulado pela vazão;

No caso de alterações ou ampliações no sistema de abastecimento,
atenção especial deve ser dada à integridade dos controles de pressão
existentes, e se possível proporcionar a ampliação do controle de pressão
adicionando novas áreas ao controle.
4.5.1 Relação Pressão x Volume de Vazamento
A pressão de serviço na rede de distribuição de água é o parâmetro operacional
mais importante na vazão dos vazamentos e na frequência de sua ocorrência.
49
Aumentar a pressão de serviço nas redes de distribuição acarreta, simultaneamente,
o aumento da frequência de arrebentamentos e da vazão dos vazamentos.
Segundo BBL (2000), o Relatório 26 descreve os resultados de diversas
experiências de controle de pressão efetuadas e apresenta uma curva empírica
(Figura 4) da relação entre pressão média noturna de um subsetor (AZNP – Average
Zone Night Pressure) e o índice de vazamento (Leakage Index).
A equação da curva (equação 8) do gráfico mostrado na Figura 4 é:
Equação 8 - Índice de Vazamento
A relação mostrada na equação 8 acima foi obtida de experimentos feitos por
diversas companhias de água na Inglaterra. As áreas foram selecionadas localmente
pelas organizações participantes, os vazamentos visíveis foram reparados e o valor
inicial de vazamento foi medido pelo método de mínima vazão noturna antes de
reduzir a pressão. As pressões foram reduzidas passo a passo e novos níveis de
vazamentos foram obtidos. A medição de vazamento foi definida como a total vazão
noturna líquida, obtida pela mínima vazão noturna medida menos consumo
medido/estimado nos grandes consumidores noturnos. Não foram considerados
usos noturnos de consumidores de residências. A pressão noturna média da região
foi definida como uma média aritmética ponderada da mais alta e mais baixa
pressão manométrica, quando necessário, para levar em consideração a topografia
e a disposição dos consumidores (FREITAS, 2011).
A curva da pressão média noturna da região em relação a vazão noturna líquida foi
levantada e sua equação foi estabelecida. As vazões foram transformadas em índice
de vazamento com valores entre 0 e 100 pela fatoração dos coeficientes da
equação. Isso deu ao eixo y uma faixa conveniente de números correspondentes a
uma faixa realística de pressões noturnas. Esta relação é usada para prever um
novo índice de vazamento comparado ao original pela mudança relativa na média
vazão noturna. A relação do novo índice de vazamento para o índice original de
50
vazamento é uma fração da vazão noturna líquida original, que vai se tornar a nova
vazão noturna líquida prevista (FREITAS, 2011).
Figura 4 – Relação entre a pressão média noturna de um subsetor e o índice de vazamento
Fonte: BBL (2000)
O que se infere imediatamente a partir desta curva é que, por ser uma função
exponencial, uma diminuição pequena da pressão corresponde a uma redução
significativa do índice de vazamentos.
A vazão noturna é usualmente relacionada com o número de ligações, de tal forma
que o valor resultante expresso em litros/ligações/hora pode ser utilizado para
comparação nos programas de controle de perdas. A vazão noturna pode também
ser relacionada com o comprimento das tubulações ou com uma combinação de
números de ligações e comprimento de tubulação.
A definição dos termos utilizados no gráfico é apresentada a seguir:
51
a) Índice de Vazamento
O índice de vazamento é relacionado com a vazão noturna. A vazão noturna é
definida como a mínima vazão noturna menos os usos não residenciais medidos e
estimados. É importante estimar todos os usos não residenciais e ter certeza que os
números usados sejam coerentes (BBL, 2000).
b) Pressão Média Noturna de um Sub setor (AZNP)
Num sistema ideal com uma topografia plana e uma disposição equitativa de
consumidores, a pressão média noturna será a soma da mais baixa e mais alta
pressão dividida por 2 na ocasião da mínima vazão noturna. No entanto, é
recomendado que o método a ser adotado selecione um ponto específico do sistema
para o controle de pressão, escolhido de tal forma que represente a pressão média
noturna da região. Esse procedimento oferece muitas vantagens operacionais, das
quais as citadas a seguir são as mais importantes (NOVAES; BRESSANI, 2009):

A pressão média noturna ou diária se torna uma quantidade
mensurável e registrável;

Este ponto pode ser incorporado como um nó dentro do modelo da
rede, de tal forma que o comportamento presente/futuro da rede possa
ser estudado;

Ele pode ser usado como um dos pontos de monitoramento do
desempenho do sistema;

Possibilita o cálculo da pressão média noturna ou diária (24 horas)
equivalente. O método de seleção leva em consideração a topografia,
assim como a distribuição das ligações no subsetor.
A definição da AZNP (equação 9) de acordo com o Relatório 26, é a seguinte:
Equação 9 - AZNP
52
Sendo:
Pmáx. = máxima pressão noturna da área
Pmín. = mínima pressão noturna da área
S = proporção da área que é submetida a pressão acima da pressão média, que é
, estimada com base na topografia e perdas de carga da área.
Novas pesquisas foram desenvolvidas e novos conceitos empíricos estabelecidos,
de modo a atualizar a curva do Relatório 26 e tornar mais precisa a estimativa de
diminuição ou aumento das vazões noturnas com a pressão. Em particular foi levado
em consideração o conceito FAVAD, que significa área fixa ou variável da abertura
na tubulação, por meio da qual se processa o vazamento, acoplado com o conceito
BABE, desenvolvido pela National Leakage Iniciative – Inglaterra, que trata da
divisão dos componentes do vazamento (perdas inerentes, arrebentamentos e
extravasamentos).
Como resultado, foi apresentado um conjunto de curvas em Abril/1997 no trabalho
Pressure Management/Leakage Relationships: Theory, Concepts and Practical
Application pelo Engenheiro Allan Lambert da Waterlight Solutions Ltda./UK, que
possibilita uma estimativa mais real da variação das vazões noturnas com a variação
de pressão (Figura 5).
Figura 5 – Relação de vazões de vazamentos com a variação de pressão
Fonte: Arikawa (2005)
53
Um exemplo de área fixa, por meio da qual se processa o vazamento, é um furo
proveniente de corrosão localizada, num tubo de ferro fundido ou aço, que não varia
de dimensão/área independente da pressão. Exemplo de área variável seria uma
trinca num tubo (PVC ou metálico), que tende a progredir e aumentar a área, por
meio da qual se processa o vazamento. O mesmo caso de área variável seria um
vazamento por meio do anel de borracha, usado na ligação entre tubos de ferro
fundido.
Comumente os dois tipos de vazamentos existem na maioria dos sistemas de
distribuição, sendo possível existir casos extremos onde existem vazamentos só de
áreas fixas ou vazamentos só de áreas variáveis.
4.5.2 Vantagem do Controle de Pressão
Segundo Arikawa (2005), o controle de pressão possibilita:

Redução a vazão de perda por vazamentos;

Economia dos recursos d’água e custos associados;

Diminuição das interrupções de fornecimento;

Reduz possíveis danos causados aos usuários por ocorrência de
um arrebentamento;

Prover uma pressão mais uniforme ao consumidor;

Diminuir o consumo em pontos ligados diretamente à rede de
abastecimento;

Reduzir danos às instalações entre o cavalete e a caixa de água
existentes nos imóveis dos usuários da rede;

Proteger às instalações da rede de abastecimento de água.
4.5.3 Tipos de Controle de Pressão
O controle de pressões nas redes de abastecimento de água ocorre quando o
sistema de distribuição é projetado para operar em pressões bem próximas da faixa
apropriada para limites máximos e mínimos de pressão em todo o sistema de
distribuição.
54
Segundo Tsutiya (2004), a solução para equalização das 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 d’água de um reservatório enterrado, apoiado
ou elevado, pela cota piezométrica resultante de uma elevatória ou “booster” ou pela
cota piezométrica resultante de uma VRP.
Figura 6 – Esquema de distribuição de água de modo a atender as diversas zonas de pressão
Fonte: Tsutiya (2004)
A seguir serão feitas algumas considerações sobre essas ações de gerenciamento
de pressões.
4.5.3.1 Setorização
A setorização proporciona a divisão da área de abastecimento em áreas menores,
denominadas subsetores, por meio de delimitação natural do sistema, ou por meio
do fechamento de válvulas de manobra. Segundo Tsutiya (2004), inicia-se na fase
de projeto do setor, buscando-se um adequado zoneamento piezométrico que
atenda às pressões máximas estáticas e mínimas dinâmicas estabelecidas pela
NBR-12218/1994 da ABNT, de 50 mca e 10 mca, respectivamente.
Usualmente, os limites de um setor de abastecimento são definidos, a partir de um
centro de reservação, em zona baixa, abastecidos por gravidade nível do
55
reservatório apoiado ou enterrado, e zona alta, comandada pelo nível de um
reservatório elevado – torre ou cota piezométrica de saída de uma elevatória. Este é
um exemplo típico de configuração de um setor de abastecimento de água.
Entretanto, existem várias outras configurações dependendo das características de
infraestrutura do sistema e do relevo da região. Desta forma, existem sistemas
setorizados em zona única, ou ainda em zona média, além das zonas baixa e alta, e
várias outras possibilidades.
Muitas vezes a topografia da região apresenta desníveis muito acentuados, que
fazem com que a setorização não seja completamente eficiente, em termos de
limitação das pressões de operação. Para estes casos, uma das soluções é o uso de
um reservatório intermediário, porém os altos custos de implantação e manutenção
de reservatórios faz com que seja apontada como solução conjunta a este tipo de
sistema à utilização de válvulas redutoras de pressão ou de “boosters” no sistema de
abastecimento. Com isso, o reservatório passa a ser utilizado para suprir demanda
dos horários de pico e de reserva de incêndio.
4.5.3.2 “Booster”
Em algumas zonas do sistema de distribuição há locais onde a pressão não é
suficiente para garantir o abastecimento durante todo o dia, havendo intermitência,
principalmente nos horários de pico de consumo. Uma forma de resolver tal
problema é a implantação de um “booster” de rede, de modo a pressurizar somente
a
parcela
da
rede
onde
há
deficiência
no
abastecimento,
sem
elevar
desnecessariamente a pressão no restante (GONÇALVES, 2009).
Em grande parte das vezes, todavia, o emprego desses equipamentos é para
solucionar em curto prazo problemas de abastecimento que estão ocorrendo na
região. Em associação com VRP (Válvula Redutora de Pressão), o uso de “booster”
permite otimizar o zoneamento piezométrico, explorando ao máximo o potencial de
redução de pressão de uma VRP e reforçando a carga nos pontos mais altos que
porventura ficarem com pressões muito baixas ou totalmente despressurizados.
56
Os “boosters” contam com variadores de velocidade (hidro cinético ou inversor de
frequência) que mantêm estável a pressão de saída, para quaisquer vazão a jusante
e pressão a montante. Um dos fatores mais importantes durante a operação é a
regulagem da pressão de saída, pois é ela quem evita maiores perdas reais. Para o
projeto de um “booster” são necessários os seguintes passos (SAGANHA, 2013):
Análise da área a ser pressurizada, a partir de dados coletados em campo (pressão,
tipos de consumidores);

Definição do ponto de instalação do “booster”;

Definição dos registros limítrofes para o fechamento da área;

Medir as pressões máximas e mínimas;

Definição do lay-out da instalação;

Dimensionamento dos equipamentos (bomba, motor e variador) e
das tubulações e acessórios;

Verificações hidráulicas dos conjuntos e do subsetor.
Após a instalação são necessários testes operacionais para a realização dos ajustes
requeridos, em função das pressões ocorrentes no subsetor.
Algumas companhias de saneamento já possuem um “kit” com todo o conjunto
montado, com padrões definidos de capacidade e potência (geralmente de pequeno
porte), que apresentam maior facilidade de instalação e flexibilidade operacional,
denominados “boosters” móveis.
Por estar diretamente vinculado à continuidade do abastecimento de uma área,
qualquer falha no funcionamento de um “booster” acarreta problemas graves, pois
geralmente as pessoas percebem que estão sem água quando esvazia a caixa
d’água e, até a solução do caso, pode decorrer um tempo excessivo, o que causa
muito desconforto à população e reclamações contundentes contra a companhia de
saneamento. Por isso, a manutenção preventiva e a sinalização à distância
(“booster” funcionando ou não funcionando) são muito importantes para manter um
adequado padrão operacional no local (TSUTIYA, 2004).
57
4.5.3.3 Válvulas Redutoras de Pressão
A VRP é um capaz de diminuir a pressão variável da montante em transforma-la em
uma pressão estável a jusante. Trata-se da forma mais eficiente no controle de
pressão utilizada nos dias atuais (SOUZA; NOGUEIRA, 2009).
O Ajuste da pressão em uma VRP pode ser feito por meio de dispositivos mecânicos
ou eletrônicos. No caso de controle mecânico da válvula, a garantindo assim uma
pressão de jusante preestabelecida sem sofrer interferência da vazão e pressão à
montante. Tratando-se de controle eletrônico, a atuação da VRP é feita por meio de
programas preestabelecidos, que permitem monitorar e controlar as vazões e as
pressões, garantindo as condições adequadas de abastecimento ao longo das 24
horas do dia. O capitulo 4.6 abordará melhor este sistema.
4.6 Válvulas Redutoras de Pressão
Por tratar-se de um tipo de controle de pressão que apresenta excelentes
resultados, este equipamento mereceu destaque neste trabalho. Em função de sua
importância, a seguir será dada uma abordagem detalhada a seu respeito,
mostrando
suas
vantagens,
bem
como,
técnicas
e
cuidados
em
seu
dimensionamento, instalação, regulagem, operação e manutenção, para que este
atinja resultados satisfatórios no controle de pressão de sistemas de distribuição de
água (SOUZA, 2004).
4.6.1 Evolução e uso das Válvulas Redutoras de Pressão
Até os anos 70, para atender as Normas de Projeto da ABNT quanto aos limites de
pressões superiores, principalmente nas regiões de topografia extremamente
acidentada e com baixo adensamento relativo, instalavam-se nos sub setores
quebradores de pressão constituídos de caixas de quebra-pressão e os “standpipes”. Estas soluções mostravam-se de custo relativamente alto e passíveis de
falha pelas limitações tecnológicas no próprios dispositivos de quebra-pressão.
58
Com a expansão da ocupação urbana para as regiões periféricas e a busca de
soluções alternativas mais econômicas, as VRP’s passaram a ser consideradas para
tal finalidade. Naquela ocasião, enfrentava-se uma forte restrição às importações e
os modelos de VRP’s disponíveis eram adaptações dos sistemas empregados no
setor pneumático ou então cópias grosseiras de produtos estrangeiros (REVISTA
DAE, 2007).
O dimensionamento era feito para que trabalhassem com gradiente fixo, ou seja,
uma diferença de pressão constante independentemente da vazão. Apresentavam
passagem livre máxima estreita, apesar das avantajadas dimensões externas.
Possuíam assentos metálicos, vedações engaxetadas, atuadores mecânicos por
molas e regulagem por porcas diretamente ao eixo principal. Estes sistemas
redutores de pressão mostravam-se problemáticos nas condições de operação de
baixas vazões, podendo transferir as pressões de montante para jusante.
O projeto de instalação adotado era o sistema “in line” em caixas subterrâneas,
compatibilizando-se o diâmetro do dispositivo com o diâmetro da tubulação principal,
havendo basicamente a preocupação com os limites de gradiente de quebra de
pressão por unidade (FREITAS, 2011).
No final dos anos 80, válvulas globo desenvolvidas pela cópia de equipamentos
importados e/ou fabricação de válvulas com tecnologia importada trouxeram grandes
mudanças nesse campo.
As válvulas eram acionadas hidraulicamente (sistema de diafragma), aproveitandose a pressão de montante para acionamento dos obturadores. Estas por sua vez
apresentavam maior passagem livre e as vedações apresentavam melhor
desempenho. Os sistemas de controles passaram também a ser hidráulicos com
elementos filtrantes (FREITAS, 2011).
Estas válvulas e os sistemas de controles permitiram desenvolver projetos
extremamente flexíveis, podendo-se aplicá-los como sustentadores de pressão
(pressão de jusante constante), controladores de nível (válvulas de altitude),
controladores de vazão, etc.
59
4.6.2 Controle de pressão por válvula redutora de pressão
As válvulas de controle automático operam, basicamente, usando a pressão de
montante para abrir ou fechar a válvula, atendendo a um comando da válvula piloto.
A maioria das válvulas pode ser adaptada para tipos de controle diferentes. Por isso,
na especificação da válvula é importante atentar àquelas que podem ser adaptadas
para várias funções, garantindo, assim, a otimização do investimento, caso seja
necessária a alteração das suas configurações em função de mudanças nas
características do sistema de abastecimento (ARIKAWA, 2005).
Outro aspecto importante a ser notado diz respeito à manutenção. Para facilitar a
manutenção dos equipamentos de controle de pressão, é aconselhável que o
equipamento escolhido seja disponível por dois ou mais fabricantes de válvulas.
Obviamente, o fator preço é a preocupação da maioria dos projetos, mas aspectos
como o suporte local, qualidade do produto e pronta entrega, devem ser levados em
consideração.
A mais utilizada é a válvula tipo diafragma que em use funcionamento gera uma
restrição que provoca a perda de carga entre a entrada e a saída no qual nível de
perda de carga está relacionado a vazão e a posição do diafragma.
60
Figura 7 – Válvula redutora de pressão tipo diafragma
Fonte: Arikawa (2005)
A VRP é configurada manter a pressão a jusante a uma proporção fixa da pressão
de montante. Nelas podem ser acopladas para controle das pressões, um
controlador eletrônico, combinado com uma adaptação da válvula piloto, que passa
a funcionar como VRP com pressão de saída variável modulada pela vazão ou pelo
tempo (FREITAS, 2011).
Usualmente, o controle com saída fixa se aplica a uma região isolada alimentada por
uma VRP. A pressão de saída da VRP é ajustada, pela modificação da pressão da
mola da válvula piloto, de tal forma que, sob condição de máxima vazão, a pressão
no ponto crítico é mantida. Esta pressão é constituída de três componentes:

O nível mínimo de pressão de serviço requerido no ponto crítico;

A diferença de cota altimétrica entre a VRP e o ponto crítico;

A perda de carga no sistema entre a VRP e o ponto crítico sob
condições de vazão máxima projetada.
Segundo Melato (2010) uma VRP com pressão de saída constante pode ser a
solução mais apropriada em regiões onde a perda de carga entre a válvula e o ponto
crítico é menor que 10 mca, sob quaisquer condições de operação, ou onde as
61
variações de pressão no ponto de instalação da VRP e as variações no ponto crítico
sejam aproximadamente iguais.
Quanto ao controle com saída variável, o controlador da válvula possibilita diminuir a
pressão média de um setor por meio da variação da pressão de saída da VRP
modulada pelo tempo ou pela vazão de demanda. As VRP’s moduladas pelo tempo
permitem a diminuição ou aumento da pressão de saída da VRP em função de um
determinado horário, para compensar a variação da vazão durante o dia e a perda
de carga entre a VRP e o ponto crítico.
Conectando-se um medidor de vazão, que fornece sinais de pulso, o controlador
realiza a modulação da pressão de saída da VRP com base na vazão (demanda da
área), isto é, pressões maiores de saída são reguladas automaticamente quando a
demanda da área aumenta, para compensar as perdas de carga adicionais entre a
VRP e o ponto crítico (DINIZ, 2012).
4.6.3 Especificação e dimensionamento da válvula redutora de pressão
Muitos fatores devem ser levados em conta na seleção de uma válvula para controle
de pressão. Algumas companhias de saneamento preferem padronizar uma marca
de válvula, enquanto outros, preferem especificar uma pequena lista de fabricantes
qualificados para o fornecimento. A padronização ou a limitação de marcas e tipos
de válvulas traz benefícios aos usuários, pois reduz os custos de manutenção,
facilita o estoque de um número limitado de componentes das válvulas, facilita o
treinamento da equipe técnica para a operação e a manutenção das válvulas e
proporciona a transferência de equipamentos de um ponto de monitoramento a
outro.
O processo de seleção deve considerar os seguintes fatores:

Integridade e resistência;

Qualidade;

Aceitabilidade;
62

Custo;

Manutenção;

Padronização;

Suporte técnico.
Para o correto dimensionamento da válvula redutora de pressão, é necessário
efetuar o levantamento de dados sobre o sistema, quais sejam (MELATO, 2010):

Escolha da área para controle de pressão em função do histórico de
incidência de alta pressão, assim como, arrebentamentos e índices de
perdas;

Avaliação, providências e verificação do efetivo isolamento da área
por meio do fechamento de registros. Para esta atividade, devem ser
previstos serviços de descoberta e nivelamento de registros;

Cálculo do comprimento de tubulação a ser submetido ao controle
de pressão, pois em alguns casos, pode haver requisito de abrangência
mínima;

Escolha dos pontos de medição de vazão e pressão para
dimensionamento da VRP;

Medição da vazão e da pressão a montante no local de instalação
da VRP (se já existir) ou num ponto próximo;

Medição de pressão no ponto de altimetria mais elevada;

No ponto mais distante da VRP;

O ponto médio (representativo da pressão média noturna) e no
ponto próximo a um grande consumidor
As medições de vazão e de pressão em campo são extremamente recomendadas
para o projeto do controle de pressão em uma dada área. O impacto da redução de
pressão na ocorrência de vazamento é crítico para a operação da válvula que, sem
dados exatos, pode ser instalada e operada insatisfatoriamente. As medições em
campo também são favoráveis para as correções sazonais de demanda, de modo a
garantir que a válvula seja dimensionada para atuar na faixa entre a máxima e a
mínima vazão.
63
A instalação de equipamentos de medição e coleta de dados deverá ser antecedida
de preparação dos locais de medição, de instalação de registros de derivação para
medição de vazão e de conexões para medição de pressão. A coleta de dados de
pressão e vazão deve ser sincronizada, sendo recomendável obter-se dados
referentes a pelo menos 24 horas de consumo e com intervalo de 15 minutos,
durante um dia útil da semana (MELATO, 2010).
Informações de demanda e sazonalidade deverão ser analisadas para se determinar
os efeitos da sazonalidade. Para dimensionar corretamente a VRP e escolher o tipo
de controle ou modulação é importante considerar o impacto das flutuações
sazonais na demanda.
Na condição de demanda máxima, a válvula deve trabalhar próxima a sua abertura
total e apresentar baixa perda de carga. Na condição de demanda mínima, a válvula
deve operar próxima ao seu fechamento total, de forma a provocar alta perda de
carga, e isenta de vibrações, anomalias e principalmente cavitação.
O dimensionamento da válvula redutora de pressão pressupõe que a área de
influência esteja isolada e, portanto, os dados de vazão e pressão sejam
representativos e que o potencial de redução, analisado por meio da relação custo x
benefício, seja avaliado e considerado satisfatório (LIMIAR CONSULTORIA E
PROJETOS, 2012).
Após a etapa de levantamento de dados, o dimensionamento prossegue com as
seguintes etapas (ZANTA; FERREIRA, 2013):
Análise dos dados de campo: a partir dos dados coletados em campo, são
estabelecidos os seguintes parâmetros:

Vazão máxima: é a máxima vazão obtida durante o período de
medição;

Vazão mínima: é a mínima vazão obtida durante o período de
medição;

Vazão mínima projetada: é a vazão mínima prevista para o
abastecimento da área em estudo, considerando-se fatores de sazonalidade,
64
bem como, o efeito de futuras pesquisas e reparos de vazamentos. Uma boa
estimativa é considerar a vazão mínima projetada igual à metade da vazão
mínima obtida durante o período de medição;

Pressão a montante máxima: é a máxima pressão a montante da
VRP;

Pressão a montante mínima: é a mínima pressão a montante da
VRP;

Critério de regulagem: dentre os pontos de medição de pressão
escolhidos para avaliar a área de influência da válvula redutora de pressão,
determina-se o ponto crítico, ou seja, o ponto mais distante e/ou ponto mais
alto, o qual determinará o máximo abaixamento de pressão na válvula
(pressão a jusante) sem prejudicar o abastecimento. A máxima redução de
pressão na VRP será aquela que resultará na mínima pressão de serviço no
ponto crítico, durante a máxima vazão, ou seja, na situação de maior perda de
carga considerada para uma determinada instalação;

Diâmetro nominal da VRP: O diâmetro nominal da VRP para
atender aos parâmetros anteriormente estabelecidos é determinado por meio
do padrão fornecido pelo fabricante da válvula. O diâmetro nominal é aquele
correspondente à válvula, cujas características de vazão máxima e vazão
mínima da válvula atendam às necessidades de vazão para abastecimento da
área a ser controlada.
Melato (2010) diz que calcula-se a relação entre vazões máximas, que é a relação
entre a vazão máxima da válvula e a vazão máxima do período de medição. Esta
relação deverá ser maior ou igual que o fator de sazonalidade especificado ou
estimado, caso contrário, deve-se escolher uma válvula com vazão máxima maior.
Em caso de grande diferença entre a vazão máxima e a vazão mínima para
abastecimento da área, e a vazão mínima da válvula for maior que a vazão mínima
projetada, deve-se considerar a instalação de válvulas em paralelo.
Estimativa de perda de carga: é necessário determinar a perda de carga provocada
pelo conjunto hidráulico para determinar o efeito na pressão mínima no ponto crítico
da área e em relação ao critério de regulagem estabelecido anteriormente. Com os
65
valores da vazão máxima, do diâmetro nominal da VRP e das demais
singularidades, é possível determinar por meio de fórmulas e gráficos específicos e
perda de carga do conjunto. A perda de carga na VRP pode ser calculada pela
seguinte equação (equação 10):
Equação 10 - Perda de Carga na VRP
mca]
Sendo:
ΔP = Perda de carga na VRP (mca);
Q = Vazão máxima;
CV = Coeficiente de perda de carga (fornecido pelo fabricante).
Verificação do Risco de Cavitação: Com base no valor da pressão máxima a
montante, deve-se determinar a pressão mínima possível de saída na VRP por meio
do gráfico – zona de cavitação da VRP (fornecido pelo fabricante), como mostra a
Figura 8.
Figura 8 - Zona de cavitação da VRP
Fonte: BBL (2000)
66
A cavitação ocorre quando a pressão da água cai abaixo da pressão de vapor a uma
dada temperatura. Neste ponto, a água efetivamente evapora e pequenas bolhas de
vapor são formadas em grande número. As bolhas são carregadas pelo fluxo e
quando alcançam a área onde a pressão é maior causam um colapso na instalação.
O impacto pode causar sérios danos à superfície interna dos metais das válvulas e
das tubulações, acompanhada de ruído e vibração da instalação (RIO DE JANEIRO,
2004).
O índice de cavitação pode ser calculado pela seguinte equação (equação 11):
Equação 11 - Índice de Cavitação
K=
Onde:
K = índice de cavitação;
Pinlet = pressão de entrada da VRP (mca);
Poutlet = pressão de saída da VRP (mca).
Quando o valor de K excede 0,3, o ruído criado devido a cavitação aumentará
quanto maior for o valor de K. Para valores acima de 0,6 ocorre cavitação severa.
A pressão de controle deverá ser maior que a pressão mínima requerida de saída
para evitar a ocorrência de cavitação, caso contrário, é necessário verificar qual
pode ser a menor pressão adotada, e se é, ou não, viável esta saída para o controle
na área. (BBL, 2000).
4.6.4 Instalação e operação da válvula redutora de pressão
A instalação de válvulas em sistemas de distribuição de água consiste de uma
tecnologia que requer técnicas qualificadas e especializadas para a correta seleção,
dimensionamento, instalação e calibração da válvula; além dos cuidados com a
manutenção do conjunto redutor de pressão (válvula, filtro, medidor e acessórios).
Uma vez que uma área potencial para o controle de pressão é selecionada, e os
pontos de controle identificados, mesmo que em planta ou em um modelo
67
matemático de simulação hidráulica, é importante que o local seja inspecionada no
campo, para levantamento dos seguintes dados:

Localização da rede de distribuição de água, verificando-se a
profundidade e posição relativa (passeio, terço da rua, meio da rua, etc.);

Definição do local de instalação, o qual não deve interferir com o
acesso às propriedades próximas, comércio, trânsito, e interferências;
Dimensões do passeio, pois, preferencialmente, procura-se posicionar a caixa na
mesma. Com todas as informações acima, o projeto executivo de instalação do
conjunto de componentes pode ser executado, quando serão estabelecidos os
seguintes parâmetros (FONTENELLE, 2002):

Necessidade de rebaixamento da rede para se obter altura
conveniente para operação dos equipamentos, principalmente os
registros de manobra;

Dimensões internas da caixa que permitam espaço suficiente para
as atividades do pessoal de regulagem e manutenção;

Dimensões adequadas de fundações, vigamentos e colunas de
caixa instalada na rua, de maneira que a caixa suporte as cargas de
tráfego;

Necessidade de blocos de ancoragem em curvas e tês;

Berço de apoio em concreto para a VRP e para o medidor de vazão
(se houver).
A VRP deve ser fixada a jusante do medidor de vazão para que, no caso de ocorrer
turbulência na válvula, a exatidão da medição não seja afetada.
68
Segundo BBL (2000), é recomendável que o projeto de instalação da válvula tenha a
concepção da instalação de uma derivação visando a manutenção futura do
conjunto, sem interrupção do abastecimento da área afetada. Também, é uma boa
prática que a caixa de abrigo seja localizada no passeio, facilitando assim o acesso
a mesma.
A Figura 9 ilustra um exemplo de projeto de implantação de VRP, onde a válvula e
todo o conjunto redutor de pressão foram projetados na tubulação principal, e o bypass previsto para futuras manutenções.
Figura 9 – Esquema de projeto de implantação da VRP
Fonte: Arikawa (2005)
A Figura 10 mostra a foto de uma instalação de VRP na derivação da tubulação
principal, visando o posicionamento da caixa de abrigo no passeio.
Figura 10 – Obra de instalação de VRP
Fonte: BBL (2000)
69
Para a regulagem da válvula alguns procedimentos são recomendados (BBL, 2000):
Instalação de armazenadores de dados em pontos notáveis da área para
monitoramento das pressões durante a regulagem. O monitoramento das pressões
tem como objetivo o acompanhamento do comportamento das pressões a cada
etapa da regulagem, e a determinação da regulagem ótima para a válvula.
Se um programa de detecção e reparo de vazamentos estiver em andamento, então
a área deve ser totalmente pesquisada para que o nível de vazamentos seja
diminuído. Após a detecção e reparo dos vazamentos, a VRP deve ser regulada
para a primeira redução de pressão. Normalmente, a redução de pressão é feita em
estágios de redução de pressão de igual valor.
Durante a redução de pressão em estágios, os pontos críticos devem ser
monitorados para que medidas corretivas sejam tomadas no caso da pressão nestes
pontos alcançar níveis abaixo da pressão aceitável. Uma vez que a pressão de
saída requerida é alcançada, a área deve ser monitorada por alguns dias para
garantir a estabilidade da regulagem da VRP.
4.6.5 Manutenção da válvula redutora de pressão
Depois que a válvula é instalada, e corretamente comissionada e calibrada, é muito
importante estabelecer um programa de manutenção preventiva que defina, o que
fazer, e quando fazer, para assegurar sua operação eficiente e continua.
Todo tipo de válvula redutora de pressão requer algum tipo de manutenção. Com o
objetivo de minimizar o risco de falha, ou mau funcionamento das válvulas, os
fabricantes recomendam um programa de inspeção e manutenção periódica. O tipo
de manutenção e a periodicidade requerida variam significativamente de um
fabricante a outro, e por este motivo, é um dos fatores que deve ser levado em
consideração na etapa de seleção da válvula a ser utilizada. Os itens básicos da
manutenção incluem (ANEEL, 2000):
70

Inspeção e limpeza do filtro que protege a válvula piloto;

Inspeção e limpeza da válvula piloto;

Substituição dos anéis de vedação;

Substituição do diafragma;

Inspeção e limpeza do filtro principal instalado na tubulação;

Identificação e reparo de vazamentos ou amassamento na
tubulação do circuito de pilotagem;

Comprovação da operacionalidade das válvulas esfera do circuito
de pilotagem;

Conferência das medidas de pressão com aquelas que orientam a
regulagem da válvula;

Verificação do desempenho da modulação da válvula, a qual deve
manter-se constante e suave;

Verificação da carga das baterias do controlador;

Verificação do estado geral dos cabos e conexões do controlador.
A frequência de visita para manutenção preventiva depende das características da
área, do funcionamento hidráulico, e de uma análise custo x benefício.
Normalmente, a frequência de manutenção varia de 6 meses a 2 anos. Para
elaborar o plano de manutenção, os operadores do sistema devem considerar os
custos de manutenção, e as consequências que uma falha na válvula poderá causar
(ARIKAWA, 2005).
A manutenção não diz respeito apenas ao conjunto redutor de pressão, mas
também à área sob controle, a qual deverá apresentar integridade dos seus limites
de fronteira. A manutenção da área controlada pela VRP deve incluir (NUNES,
2006):

Verificação da estanqueidade das válvulas de limite da área;

Conferência da regularidade das vazões noturnas em relação às
que embasam a especificação de regulagem;

Verificação das pressões nos pontos críticos;

Verificação da validade dos pontos críticos originais;
71

Manutenção do programa de detecção de vazamento para reparo
rápido;

Acompanhamento dos planos de obras e serviços que possam
interferir nas condições de trabalho fixadas para a VRP;

Acompanhamento do desenvolvimento do plano de serviços de
manutenção corretiva de rede, especialmente à montante da válvula, para
planejamento de visitas intermediárias.
4.6.6 Monitoramento do sistema controlador de pressão
Para elaboração do projeto de qualquer controle de pressão é necessário o
monitoramento de um número mínimo de pontos no sistema. Estes pontos podem
ser: nós de abastecimento, nós de reservação, nós críticos e nós de estimativa
média.
Os nós de abastecimento são os pontos de entrada do abastecimento de um
determinado setor ou zona. Normalmente, nestes pontos é feito o monitoramento de
vazão e de pressão.
Os nós de reservação são os pontos onde a água é estocada. Nestes pontos é feito
o monitoramento de nível.
Os nós críticos são os pontos do sistema onde o abastecimento é mais desfavorável.
Alternativamente, pode ser um ponto onde o usuário não pode ser desabastecido,
como por exemplo, uma indústria ou um hospital.
O nó de estimativa média é o local que representa as condições médias (pressão,
nível, perda de carga, etc.) de um determinado setor ou zona.
Cuidado especial deve ser dado ao monitoramento de vazão para garantir um
histórico de dados que contenha as alterações de demandas devido às mudanças
sazonais. Em alguns casos, a situação ideal é o monitoramento contínuo de um ano,
entretanto, isto raramente é possível. Então, o aconselhável é a normalização de
curvas de demandas semanais para as diferentes estações do ano.
72
4.6.7 Análise econômica e de benefício-custo
É importante que a análise de benefício-custo seja feita mesmo antes da
implantação da válvula redutora de pressão, e pode ser feita em vários níveis, desde
uma abrangência genérica até uma análise aprofundada para uma área específica.
Em nível geral, por exemplo, para estabelecimento de metas em uma empresa,
pode-se assumir resultados obtidos com o controle de pressão experimentada por
outras empresas (FREITAS, 2011).
No nível de análise aprofundada para uma área específica, todos os custos de
implantação e de manutenção do controle de pressão devem ser considerados
comparando-se com os benefícios da redução da vazão e da frequência de
ocorrência de vazamentos.
Existem muitos custos a serem considerados, e alguns destes custos são
computados apenas uma vez, outros são gastos contínuos durante toda a existência
do controle de pressão (MELATO, 2010)
O custo do projeto é um custo que ocorre apenas uma vez no processo. O valor
contempla: medição de vazão e de pressão para conhecer o regime da área a ser
gerenciada, análise dos dados, negociação com os usuários do sistema, testes de
campo (varredura do limite da área, sondagens, medições, etc.), e elaboração de
relatórios e do projeto executivo propriamente dito.
O custo de implantação dos materiais e equipamentos também é um custo que
ocorre apenas uma vez no processo, e inclui: a VRP, o controlador, registros de
linha, filtros, medidor de vazão, juntas, tubos e acessórios.
O custo de instalação do conjunto redutor de pressão compreende a escavação e a
instalação dos equipamentos e materiais.
O custo da regulagem não é um custo expressivo e pode ser considerado no custo
de instalação. Entretanto, algumas organizações preferem efetuar a regulagem em
estágios que, muitas vezes, demoram semanas de trabalho. Para compor este custo
73
deve-se levar em consideração: o monitoramento de vazão e de pressão nos pontos
notáveis do sistema, teste de campo (por exemplo, varredura do limite da área),
regulagem da válvula em estágios e negociação com os usuários do sistema
(FREITAS, 2011).
Alguns sistemas de controle apresentam o custo de monitoramento. Este
monitoramento pode ser contínuo por meio de tecnologias de telemetria ou em
intervalos regulares, por exemplo de uma vez por ano, por meio de locação de
equipamentos de medição nos pontos notáveis do sistema.
Outro custo a ser considerado na análise é a manutenção da área sob controle de
pressão. Este custo inclui as inspeções de campo para verificação da estanqueidade
da área sob controle (MELATO, 2010).
74
5 ESTUDO DE CASO
5.1 VRP João da Cruz Melão
5.1.1 Descrição do Subsetor das VRP’s
Para o estudo de caso, utilizou-se a aplicação de uma VRP em um setor de
abastecimento da região Oeste do município de São Paulo, que apresenta como
características principais:
Setor de abastecimento: São Paulo – Vila Sonia
Localização: São Paulo / SP
Implantação: Agosto/2009
Extensão de rede: 124 km
N° de ligações de água: 8301
Diâmetro da VRP: 400 mm
Vazão Máxima: 1072 m³/h
Vazão Mínima: 200 m³/h
A identificação do subsetor a ser controlado foi realizado a partir do estudo das
plantas cadastrais de rede de água, sendo possível definir limites operacionais que
constituíram o subsetor da VRP.
Tais limites operacionais foram estabelecidos de forma a abranger a maior extensão
de rede e o menor número de registros a serem fechados e/ou a existência de caps
para seu respectivo isolamento. A partir da garantia de estanqueidade do subsetor
de VRP, verificada através de testes de campo, tornou-se viável a realização das
medições necessárias para o dimensionamento da VRP e sua futura operação.
O subsetor da VRP João da Cruz Melão localiza-se no município de São Paulo, na
porção oeste da RMSP, tendo como principal acesso a Marginal Pinheiros sendo
abastecido através de rede de ø 700 mm (FºFº), localizada na Rua João da Cruz
Melão quase esquina com a Rua Corgie Assad Abdala.
75
Apresenta 124 km de extensão de rede, com diâmetros que variam entre 75 e 700
mm na sua maioria em FºFº e PVC, e variação altimétrica de 730 a 770 m.
Caracteriza-se por ocupação mista, porém, predominantemente residencial e
apresenta grandes consumidores, tais como hospitais, inseridos no subsetor.
O subsetor definido como de abrangência desta VRP engloba as áreas de influência
das VRP’s Alvarenga e Nordestina, que serão desativadas quando do início da
operação da VRP em questão.
5.1.2 Medição de Vazão e Pressão
Para dimensionamento da válvula são necessários dados de vazão e pressão do
subsetor, de forma a verificar a viabilidade e/ou necessidade de instalação de uma
válvula redutora de pressão na área.
Para monitoramento de vazões de entrada do subsetor para o dimensionamento da
VRP João da Cruz Melão, foi utilizado um Tap instalado na rede de ø 700 mm (FºFº)
na Rua João da Cruz Melão quase em frente ao nº 312, onde foi instalado um
equipamento de medição de vazão por inserção.
Para a análise das pressões, foram definidos pontos de medição, sendo necessária
a determinação do ponto mais crítico do subsetor, que em geral se encontra num
local de maior nível altimétrico ou de maior distância em relação à VRP,
representando a maior perda de carga ou, ainda, próximo a um grande consumidor.
Tais pontos foram identificados nos mapas cadastrais e confirmados em campo por
medições de pressão com armazenadores de dados.
A tabela 5 a seguir apresenta os pontos de medição de vazão e pressão do subsetor
da VRP.
76
Tabela 5 - Pontos de medição de vazão e pressão VRP
Fonte: Sabesp
Ponto
QP01v
QP01p
P001
P002
P003
P004
Localização
Característica
Rua João da Cruz Melão quase
em frente ao nº 312
Rua João da Cruz Melão quase
em frente ao nº 312
Avenida Jorge João Saad, 1001
Rua
Amélia
Correa
Guimarães, 379
Rua Levon Apovian, 312
2075
P006
Rua José Rubens, 288
P009
P010
P011
Monitoramento de Pressão para análise do
subsetor
subsetor
Monitoramento de Pressão para análise do
subsetor
Avenida Profº Francisco Morato, Monitoramento de Pressão para análise do
Rua Padre Eugenio Lopes, 459
P008
Pressão de Alimentação do subsetor
Fontes Monitoramento de Pressão para análise do
P005
*P007
Vazão de Alimentação do subsetor
subsetor
Monitoramento de Pressão para análise do
subsetor
Monitoramento de Pressão para análise do
subsetor
Rua Doutor Queiroz Guimarães, Monitoramento de Pressão para análise do
477
Rua Bijari, 238
subsetor (ponto crítico)
Monitoramento de Pressão para análise do
subsetor
Rua Nordestino, s/n (Montante Monitoramento de Pressão para análise do
da VRP)
subsetor
Rua Nordestino, s/n (Jusante da Monitoramento de Pressão para análise do
VRP)
Avenida dos Magnólias, 512
subsetor
Monitoramento de Pressão para análise do
subsetor
A planta com a localização dos pontos encontra-se dos pontos pode ser verificada
na figura 11.
77
Figura 11 - Mapa de localização dos pontos
Fonte: Google Earth
A tabela 6, apresenta um resumo dos valores obtidos nas medições para o
dimensionamento da VRP João da Cruz Melão que foram realizadas no mês de
maio de 2009.
78
Tabela 6 - Resultados da campanha de medição
Fonte: Sabesp
Ponto de Medição
Medição
Máximo
Mínimo
Unidade
Q01v
vazão
1072
340
m³/h
Q01p
pressão
50
46
mca
P001
pressão
62
37
mca
P002
pressão
27
5
mca
P003
pressão
65
51
mca
P004
pressão
47
38
mca
P005
pressão
74
31
mca
P006
pressão
62
37
mca
P007
pressão
23
5
mca
P008
pressão
58
43
mca
P009
pressão
62
55
mca
P010
pressão
37
26
mca
P011
pressão
25
14
mca
P012
pressão
67
46
mca
P013
pressão
35
25
mca
Alguns pontos apresentaram valores de pressão tanto acima quanto abaixo dos
recomendados na NBR 12218 – Projeto de rede de distribuição de água para
abastecimento público, a qual estabelece a pressão estática máxima nas tubulações
distribuidoras de 500kPa ou 50mca e, pressão dinâmica mínima de 100kPa ou
10mca.
Segundo a NBR 12218, valores de pressão estática superiores à máxima e pressão
dinâmica inferiores à mínima, podem ser aceitos, desde que justificados técnica e
economicamente. Diante disso, o dimensionamento e a operação da VRP também
objetiva a regularização das pressões em conformidade com as normas técnicas
vigentes e a prestação de serviço com qualidade.
79
O gráfico 2, a seguir, apresenta os resultados de pressão do ponto P007. O gráfico
dos demais pontos encontram-se no anexo A.
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
80
Gráfico 2 - Pressão no ponto P007
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
81
5.1.3 Dimensionamento das válvulas
O dimensionamento hidráulico da Válvula Redutora de Pressão foi feito com base na
velocidade máxima no menor diâmetro do barrilete. Adicionalmente, foram
verificadas vazões máximas e mínimas medidas em campo, bem como a quebra de
pressão imposta àquela situação, observando-se o efeito de cavitação na VRP.
Com os dados da vazão obtidos em campo, foram determinados para a VRP:

Vazão máxima no subsetor;

Vazão mínima no subsetor;

Pressão mínima no ponto crítico;

Pressão máxima a montante da futura VRP (QP);

Sentido do fluxo de água.
A partir destes dados, foram verificadas características e especificações técnicas
dos materiais e equipamentos disponíveis no mercado, o que culminou com a
determinação, para este projeto, de uma VRP Watts com DN 16” (400 mm). No
Anexo B encontra-se um Resumo das Especificações Técnicas das VRPs.
Os dados para dimensionamento da válvula estão descritos no anexo C deste
trabalho.
5.1.4 Definição das regulagens
A máxima redução de pressão é aquela que resulta na mínima pressão de serviço
no ponto crítico durante a máxima vazão projetada, ou seja, na situação com maior
perda de carga no subsetor.
Dadas as condições do abastecimento do subsetor de VRP João da Cruz Melão,
determinou a utilização de Controlador Inteligente de VRP, cuja pressão de saída foi
modulada por tempo, conforme parâmetros apresentados na tabela 7 a seguir:
82
Tabela 7 - Parâmetros de regulagem para VRP
Fonte: Sabesp
Período (hs)
Pressão de saída (mca)
De 01:45hs às 05:45hs
30
De 05:45hs às 10:45hs
43
De 10:45hs às 17:45hs
46
De 17:45hs às 23:45hs
37
De 23:45hs às 01:45hs
32
Visando o atendimento do Ponto Crítico da Rua Amélia Correa Fontes Guimarães,
379 foi estabelecida que a pressão mínima da modulação da VRP seria de 30 mca.
Com esta regulagem da VRP, o ponto crítico acima descrito, onde a pressão máxima
variava antes da regulagem da VRP, em torno de 24 mca, passou, após a
regulagem a ser atendido com pressão máxima variando em torno de 16 mca.
A presente regulagem possibilitou também a desativação das VRP’s Alvarenga e
Nordestina, situadas dentro da área de influência da VRP João da Cruz Melão.
Segue abaixo a tabela 8 com a localização dos pontos de monitoramento utilizados
para o comissionamento da válvula:
Tabela 8 - Pontos de medição de vazão e pressão para comissionamento da válvula
Fonte: Sabesp
Ponto
H002
P014
P015
P016
Localização
Característica
VRP João da Cruz Melão Rua João da Cruz Melão Monitoramento de Vazão
quase em frente ao nº 312
para análise do subsetor
VRP João da Cruz Melão – Montante da VRP
Monitoramento de Pressão
Rua João da Cruz Melão quase em frente ao nº 312
para análise do subsetor
VRP João da Cruz Melão – Jusante da VRP
Monitoramento de Pressão
Rua João da Cruz Melão quase em frente ao nº 312
para análise do subsetor
Avenida Jorge João Saad, 1001
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
83
Ponto
Localização
P017
Rua Amélia Correa Fontes Guimarães, 379 (Ponto Monitoramento de Pressão
Crítico)
P018
P019
P020
P021
P022
P023
P024
P025
P026
P027
P028
Rua Levon Apovian, 312
Avenida Profº Francisco Morato, 2075
Rua Padre Eugenio Lopes, 458
Rua José Rubens, 288
Rua Doutor Queiroz Guimarães, 216
Rua Bijari, 238
Rua Nordestino, s/n – Montante da VRP Nordestino
Rua Nordestino, s/n – Jusante da VRP Nordestino
Avenida dos Magnólias, 512
Rua Alvarenga, s/n – Montante da VRP Alvarenga
Rua Alvarenga, s/n- Jusante da VRP Alvarenga
Característica
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
Monitoramento de Pressão
para análise do subsetor
5.1.5 Resultados da regulagem
O gráfico de vazão é a demonstração mais eloquente dos efeitos do controle de
pressão. A superposição dos perfis antes e após a regulagem permite observar
diretamente uma amostragem da economia de água obtida na área com o controle
de pressão. Para uma melhor observação dos efeitos da regulagem, estes gráficos
são apresentados com um intervalo de dados de 15 minutos.
84
Com a regulagem realizada a economia obtida com a implantação da VRP é da
ordem de 13,27 L/s.
O tabela 9 a seguir apresenta um resumo comparativo dos dados de vazão e
pressões na saída da válvula e no ponto crítico, obtidos em campo antes e após a
regulagem da VRP.
Tabela 9 - Vazões e pressões antes e após a regulagem da VRP
Fonte: Sabesp
Pontos
Antes da Regulagem
Após Regulagem
Mínima
Máxima
Mínima
Máxima
H001 – Vazão (m³/h)
383
944
328
885
P001 – Pressão (mca) (saída da VRP)
42
47
31
40
P002 – Pressão (mca) (ponto crítico)
10
24
8
16
O P002 - Pressão (mca) (ponto crítico) apresenta valor inferior à pressão dinâmica
mínima determinada pela NBR 12218 – Projeto de rede de distribuição de água para
abastecimento público, o qual é justificado pelo curto período de ocorrência e pelo
monitoramento constante através de telemetria no Centro de Operação da Sabesp.
Além disso, a NBR 5626 – Instalação predial de água fria estabelece nos itens
5.2.5.1 e 5.3.3, que a reservação do imóvel deve atender no mínimo a demanda de
24 horas do consumo normal e o enchimento do reservatório deve ser realizado em
até 6h para grandes consumidores e em até 1h para residências uni familiares.
Os gráficos 3, 4 e 5 a seguir, apresentam, respectivamente, os gráficos com os
resultados da regulagem quanto ao perfil de vazão e também de pressão no ponto
crítico e na saída da VRP.
85
Gráfico 3 - Vazão VRP
Fonte: Sabesp
Vazão na Válvula - VRP João da Cruz Melão
Extensão de rede: 124 Km
1050
1000
950
900
850
800
750
700
600
550
500
450
400
350
300
250
200
ECONOMIA = 13,27 L/s
150
100
50
0
00
:0
0
03
:3
0
07
:0
0
10
:3
0
14
:0
0
17
:3
0
21
:0
0
00
:3
0
04
:0
0
07
:3
0
11
:0
0
14
:3
0
18
:0
0
21
:3
0
01
:0
0
04
:3
0
08
:0
0
11
:3
0
15
:0
0
18
:3
0
22
:0
0
01
:3
0
05
:0
0
08
:3
0
12
:0
0
15
:3
0
19
:0
0
22
:3
0
02
:0
0
05
:3
0
09
:0
0
12
:3
0
16
:0
0
19
:3
0
23
:0
0
Vazão (m3/h)
650
Tempo (h)
Volume antes da Regulagem =8.972,98 m³/dia ou 103,85 L/s
Volume Após a Regulagem = 7.296,43 m³/dia ou 84,45 L/s
00
:0
03 0
:1
06 5
:3
09 0
:4
13 5
:0
16 0
:1
19 5
:3
22 0
:4
02 5
:0
05 0
:1
08 5
:3
11 0
:4
15 5
:0
18 0
:1
21 5
:3
00 0
:4
04 5
:0
07 0
:1
10 5
:3
13 0
:4
17 5
:0
20 0
:1
23 5
:3
02 0
:4
06 5
:0
09 0
:1
12 5
:3
15 0
:4
19 5
:0
22 0
:1
01 5
:3
04 0
:4
08 5
:0
11 0
:1
14 5
:3
17 0
:4
21 5
:0
0
Pressão (mca)
86
Gráfico 4 - Pressão no ponto crítico
30
Pressão no Ponto Fonte:
CriticoSabesp
- VRP João da Cruz Melão
Rua Amélia Correa Fontes Guimarães, 379
25
20
15
10
5
Pressão antes da regulagem
Pressão após a regulagem
0
Tempo (h)
87
70
Gráfico 5de
- Pressão
saída da
Pressão
saída dade
VRPJoão
daVRP
Cruz Melão
Rua João da Cruz Melão quase
Fonte: esquina
Sabesp com a Rua Corgie Assad Abdala
65
60
55
50
40
35
30
25
20
Pressão antes da regulagem
15
Pressão após a regulagem
10
5
0
00
:0
03 0
:1
06 5
:3
09 0
:4
13 5
:0
16 0
:1
19 5
:3
22 0
:4
02 5
:0
05 0
:1
08 5
:3
11 0
:4
15 5
:0
18 0
:1
21 5
:3
00 0
:4
04 5
:0
07 0
:1
10 5
:3
13 0
:4
17 5
:0
20 0
:1
23 5
:3
02 0
:4
06 5
:0
09 0
:1
12 5
:3
15 0
:4
19 5
:0
22 0
:1
01 5
:3
04 0
:4
08 5
:0
11 0
:1
14 5
:3
17 0
:4
21 5
:0
0
Pressão (mca)
45
Tempo (h)
88
5.1.6 Otimização da VRP
A otimização consiste em atingir, através de regulagens na VRP sua melhor
condição operacional, garantindo a máxima redução de pressão no equipamento,
respeitando
o
consumo
do
setor
abrangido
pela
VRP,
sem
causar
desabastecimentos nos pontos críticos.
Para se atingir este estado “ótimo” da operação da VRP, é necessário o
monitoramento contínuo das condições operacionais da VRP e do comportamento
do abastecimento dos pontos críticos. Mudanças nas características do setor da
VRP como aumento/redução da demanda por novos pontos de consumo, mudanças
sazonais de temperatura por exemplo, exigem acompanhamento e análise das
pressões e vazões para realização de ajustes operacionais na válvula.
Os ajustes da VRP João da Cruz Melão foram realizados de forma criteriosa, com
auxílio de um sistema informatizado de monitoramento e telecomando, conforme
figuras 12 e 13 abaixo:
Figura 12 - Tela de monitoramento 1 da VRP no sistema VectorSys
Fonte: Sabesp
89
Figura 13 - Tela de monitoramento 2 da VRP no sistema VectorSys
Fonte: Sabesp
Os ajustes de pressão / vazão podem ser realizados diretamente no sistema por
meio de telecomando, permitindo a configuração dos parâmetros de operação da
válvula de forma modulada, programando sua abertura / fechamento em função do
horário e dia da semana.
Tal condição propicia a operação refinada da válvula atendendo às características
do setor abrangido e potencializando a redução das perdas físicas.
Nas figuras 14, 15 e 16, a seguir, apresenta-se a tela do sistema VectorSys para
configuração dos parâmetros de operação da VRP:
90
Figura 14 - Tela de configuração dos parâmetros de operação da VRP
Fonte: Sabesp
Figura 15 - Tela de monitoramento das pressões montante (Pin) e jusante (Pout) da VRP
Fonte: Sabesp
91
Figura 16 - Tela de monitoramento do volume totalizado da VRP
Fonte: Sabesp
Com auxílio do sistema de monitoramento e telecomando apresentado, a área de
engenharia
operacional da Sabesp,
realizou
estudo/análise dos dados e
características do setor da VRP João da Cruz Melão e implantou a partir de outubro
de 2013 uma nova configuração operacional, a qual otimizou a operação da válvula,
intensificando a redução da pressão estática (máxima).
O gráfico 6, a seguir, é um comparativo das vazões de operação da VRP João da
Cruz Melão antes e depois da otimização. Para tanto foram escolhidos 02 dias de
mesmas características (30/09/13 e 28/10/13), como: dia da semana, temperatura,
precipitação, ausência de intervenções no abastecimento, etc.;
92
Gráfico 6 - Vazões antes e depois da otimização - Set/2013
Fonte: Sabesp
As alterações realizadas não interferiram no atendimento aos clientes, uma vez que
as redes são mantidas pressurizadas.
Após a otimização, observa-se que no período de menor uso da rede a pressão foi
diminuída a fim de manter vazão baixa pois não há necessidade grandes volumes
de água na rede para abastecimento dos pontos de consumo.
Abaixo segue tabela 10 com o resumo dos resultados obtidos, evidenciando o ganho
operacional dessa ação.
Tabela 10 - Economia obtida com a operação da VRP
Fonte: Sabesp
Após a regulagem (Ago/2009)
Após a otimização (Out/2013)
13,27 l/s
17,65 l/s
34.396 m³ / mês
45.749 m³ / mês
5.1.7 Retorno do Investimento de implantação e regulagem da válvula
O controle de pressão das redes de distribuição de água tem como premissa reduzir
perdas reais do subsetor de controle. Entretanto, existem outros fatores, resultantes
93
deste controle, que contribuem para a eficiência operacional do sistema de
distribuição, dentre os quais podemos citar:

Diminuição dos custos de reparo de vazamentos;

Diminuição da frequência de paradas de abastecimento para
reparos de vazamento;

Melhoria da imagem da Companhia frente ao consumidor, devido a
fatores como diminuição ou eliminação de vazamentos visíveis e interrupções
do fornecimento de água;

Possibilidade de implantação de um diagnóstico e controle mais
eficiente das perdas do sistema.
Estes fatores tem um custo relativo, que é relevante para a análise de benefício da
implantação de um sistema avançado de controle de pressão. Muitos destes fatores
entretanto, são difíceis de serem quantificados por demandarem um período
prolongado de observação e pesquisa.
Visando avaliar o tempo de retorno do investimento da instalação, como forma de
quantificar o benefício gerado pela mesma, elegeu-se como indicador, o parâmetro
vazão de alimentação do subsetor. Este parâmetro consiste no resultado da
superposição dos perfis de vazão medida antes e após a regulagem da VRP, que
resulta numa amostragem da economia de água obtida com o controle de pressão.
Com posse deste indicador, e conhecendo-se os valores do investimento para a
implantação e operacionalização do conjunto redutor de pressão, é possível avaliar
em quanto tempo a economia de água gerada por tal dispositivo atinge os valores
investidos.
Conforme citado no item anterior, após a regulagem final (de implantação), a
economia de água obtida com a implantação da VRP é da ordem de 13,27 L/s ou
34404,15m3/mês.
94
A preços de agosto de 2008, o custo total para implantação da VRP foi de R$
479.674,76 conforme apresenta tabela 10 a seguir:
Tabela 11 - Resumo dos investimentos para implantação da VRP
Fonte: Sabesp
ATIVIDADES
CUSTO
Serviços de Engenharia
R$ 11.863,82
Serviços de Apoio Técnico
R$ 54.183,91
Serviços de Campo
R$ 103.154,74
Fornecimentos
R$ 310.472,29
TOTAL DO INVESTIMENTO
R$ 479.674,76
Segundo informações fornecidas pela Sabesp, o custo do metro cúbico de água,
disponibilizada ao consumidor através das redes de distribuição, é de R$ 0,66 / m³.
Dado que a economia de água proporcionada pela instalação é da ordem de 13,27
L/s ou 34404,15 m3/mês, no período de um mês de operação da VRP, pode-se
economizar cerca de R$ 37.513,25.
Com base nestes parâmetros, pode-se estimar que o investimento efetuado no
sistema retorne para a Companhia, num período aproximado de 13 meses. Nesta
analise não foi considerado o custo operacional mensal pois não foi possível obter
este dado.
95
6 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Os resultados demonstram desempenho positivo da VRP João da Cruz Melão, tanto
sob o ponto de vista econômico, financeiro e imagem da empresa (redução dos
vazamentos), quanto sob a ótica socioambiental (escassez do recurso).
Com a instalação da VRP foi possível economizar 34.404 m³ de água por mês além
de fornecer aos usuários uma pressão da rede mais constante, sem grandes
oscilações.
Fica evidente com a otimização da VRP realizada em 2013, a qual propiciou o
aumento de 33% sobre a economia já obtida, que a permanência da regulagem
inicial pode não garantir a economia máxima. Uma diminuição pequena da pressão
corresponde a uma redução significativa do índice de vazamentos.
Fatores como mudanças na demanda do setor, nas condições físicas de
infraestrutura podem ao longo do tempo, assim como interferências sazonais de
temperatura, impedir o aproveitamento máximo da VRP.
96
7 CONCLUSÕES
Conforme exposto ao longo deste trabalho, a pressão a que está submetido o
sistema de distribuição de água é o fator hidráulico principal na quantidade e
intensidade dos vazamentos. Desta forma, o controle de pressões na distribuição de
água é fundamental para a redução das perdas reais e, consequentemente, a
minimização do uso dos recursos hídricos.
A utilização de VRP’s no controle das pressões, apesar de efetiva e definitiva,
constitui-se em uma solução paliativa, pois, reflete a realidade de um sistema de
distribuição mal planejado sob o ponto de vista da setorização piezométrica,
principalmente nas áreas urbanas, em função do rápido e desordenado crescimento.
A VRP dissipa a energia gravitacional que foi efetivamente gasta para que a água
alcance uma determinada cota de distribuição (reservatórios de distribuição).
Resultando num balanço energético pouco eficiente, pois em princípio a energia
gasta no recalque será em seguida dissipada.
A solução ideal, do ponto de vista de consumo energético de longo prazo, seria a
implantação de reservatórios distribuídos em cotas intermediárias, responsáveis pelo
abastecimento de menores áreas, já que, muitas vezes a topografia da região
apresenta desníveis muito acentuados, que fazem com que a setorização clássica
em duas zonas de pressão (zonas baixa e alta), não consiga atingir os valores
estabelecidos por norma.
A realidade da distribuição de água em sistemas existentes, no entanto torna a
implantação de VRP’s uma solução bem satisfatória, uma vez que os investimentos
iniciais são consideravelmente mais baixos.
Em função disso, o emprego de VRP’s representa uma alternativa, ainda que não
ideal, razoavelmente satisfatória para a redução das perdas reais do subsetor de
controle, fazendo com que seja empregada atualmente pelas companhias de
saneamento.
97
Por fim, a economia de água gerada por este dispositivo atinge, de modo geral, num
período relativamente curto os valores investidos pela companhia de saneamento
para a implantação e operacionalização do conjunto redutor de pressão. Esse fato
torna a decisão de instalação do sistema confortável para os gestores de sistemas
de distribuição de água.
Vale ressaltar que, consiste de uma tecnologia que requer técnicas qualificadas e
especializadas. Pois, uma vez instalada passa a afetar diretamente o abastecimento
da área abrangida pelo controle de pressão.
Deste modo, uma pequena irregularidade nas condições de instalação ou de
configuração da válvula, ao invés de trazer benefícios, pode comprometer
negativamente o abastecimento.
Ambientalmente o controle da pressão é recomendável, pois não só minimiza o uso
do recurso hídrico como também minimiza a geração de resíduos inerentes no
tratamento da água e toda a sua cadeia de condicionamento e destino final. Se o
controle de pressão no sistema de distribuição de água traz resultados econômicos
satisfatórios, o ser humano fica mais contente pela qualidade dos serviços no setor,
com certeza pode-se dizer: “o meio ambiente agradece”.
98
8 RECOMENDAÇÕES
Para o estudo de implantação, a modulação da VRP tendo como parâmetro(s) o(s)
ponto(s) críticos pode ser mais facilmente validada quando realizada com auxílio de
modelo matemático de tempo estendido, no qual se podem inserir os dados
coletados por meio dos registradores eletrônicos instalados nos pontos de interesse.
Tal medida auxilia na identificação de erros de medição e nas análises prévias da
interferência no abastecimento, principalmente em se tratando de VRP com grande
área de abrangência, como a deste estudo de caso.
Outra contribuição importante do modelo matemático é análise e identificação mais
ágil de qual alternativa implantar, como exemplo: VRP com grande área de
abrangência e complexo sistema de modulação ou VRPs em série / paralelo com
adequações nas redes de distribuição.
Para a operação é importante o monitoramento constante das condições
operacionais da área abrangida pela VRP e suas imediações, a fim de subsidiar a
otimização.
99
REFERÊNCIAS
ALMEIDA, Rodrigo Martins de et al. PERDAS REAIS DE ÁGUA EM TUBULAÇÕES
DE
PVC. 2011.
Disponível
em:
<http://www.abrh.org.br/SGCv3/UserFiles/Sumarios/c7eb5126c71ba6ec285c0d32bdf
26865_2c4643e15df1eb39abe7d8e18afa65f4.pdf>. Acesso em: 11 mar. 2014.
ANEEL – AGêNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (Itajuba). Cerne - Centro
de Estudos em Recursos Naturais e Energia. Estudo de Vida Útil Econômica e
Taxa de Depreciação. Itajuba: Aneel – Agência Nacional de Energia Elétrica, 2000.
276 p.
ARIKAWA, K. C. O. Perdas reais em sistemas de distribuição de água – proposta
de metodologia para avaliação de perdas reais e definição das ações de controle.
2005. 200 f. Dissertação (Mestrado em Hidráulica e Saneamento) – Escola
Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.
BRASÍLIA.
Ministério
da
Educação.
Ministério
da
Educação. Educação
profissional: referenciais curriculares nacionais da educação profissional de nível
técnico.
2000.
Área
Profissional:
meio
ambiente.
Disponível
em:
<http://portal.mec.gov.br/setec/arquivos/pdf/meioambi.pdf>. Acesso em: 11 mar.
2014.
BRASÍLIA. Plenarium. Câmara dos Deputados. Os múltiplos desafios da
água. Plenarium, Brasília,
v.
1,
n.
3,
p.9-18,
set.
2006.
Disponível
em:
<http://www2.camara.leg.br/documentos-e-pesquisa/publicacoes/edicoes/arquivosdiversos/plenarium3>. Acesso em: 11 mar. 2014.
CARVALO et al. Estudos sobre perdas no sistema de abastecimento de água da
cidade
de
Maceió.
Disponível
http://www.ctec.ufal.br/professor/vap/perdassistemadeabastecimento.pdf.
em: 20 set. 2013.
em
Acesso
100
DALFRE FILHO, José Gilberto; DINIZ, Aldo Roberto Silva. Controle de perdas:
Desenvolvimento continuo para detecção de vazamento de água na RMSP. Maceió:
XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 2011. 18 p. Disponível em:
<http://www.abrh.org.br/sgcv3/UserFiles/Sumarios/d18cae88ac501ae32e37e9ce3bf7
8abb_7fb2cc2f38b7ccf6cb09b7c2316ac0ca.pdf>. Acesso em: 16 out. 2013.
DINIZ, Aldo Roberto Silva. Avaliação do controle de perdas físicas em redes de
distribuição de água da região metropolitana de São Paulo. 2012. 200 f.
Dissertação (Mestrado) - Curso de Programa de Pós-graduação em Engenharia
Civil, Departamento de Recursos Hídricos, Energéticos e Ambientais, Universidade
Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo,
Campinas,
2012.
Disponível
em:
<http://www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?code=000881843>. Acesso em:
12 mar. 2014.
FREITAS, Valdemir Viana de. Controle e redução de perdas em sistema de
distribuição de água: contribuição na preservação dos mananciais de São Paulo.
2011.
181
f.
Dissertação
(Mestrado)
-
Curso
de
Tecnologia:
Gestão,
Desenvolvimento e Formação, Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula
Souza,
São
Paulo,
2011.
Disponível
em:
<http://www.centropaulasouza.sp.gov.br/Posgraduacao/Trabalhos/Dissertacoes/form
acao-tecnologica/2011/valdemir-viana-de-freitas.pdf>. Acesso em: 11 mar. 2014.
FIRJAN. Manual de conservação e reuso da água na indústria. Rio de Janeiro:
Dim,
2006.
293
p.
Disponível
em:
<https://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0C
EQQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.firjan.org.br%2Flumis%2Fportal%2Ffile%2Ffile
Download.jsp%3FfileId%3D4028808120E98EC70121222C66745337&ei=SaReUtaP
B8egkQfCiYHACg&usg=AFQjCNHH5T9hEdf5OgImQDeihRN_Elg1g&sig2=3RJ55XLolZjCmUd1OVXDaA&bvm=bv.54176721,d.eW0&cad=rja>. Acesso
em: 16 out. 2013.
FONTENELLE, Eduardo Cavalcante. ESTUDOS DE CASO SOBRE A GESTÃO DO
PROJETO EM EMPRESAS DE INCORPORAÇÃO E CONSTRUÇÃO. 2002. 384 f.
101
Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia, Universidade de São Paulo, São
Paulo, 2002.
FRIAÇA, Amâncio. O planeta chega ao seu limite. 2013. Disponível em:
<http://blogs.unigranrio.com.br/formacaogeral/2013/09/20/o-planeta-chega-ao-seulimite/>. Acesso em: 11 mar. 2014.
GONÇALVES, Ricardo Franci. Uso racional de água e energia: Conservação de
água e energia em sistemas prediais e públicos de abastecimento de água. Rio de
Janeiro: Abes, 2009. 354 p.
LAMBERT, A. Losses from water suply systems: standard terminology and
recommended perfomance measures. IWA (International Water Association),
outubro, 2000. The Blue pages.
LAMBERT, A. (1997c). Controle de pressão e redução de perdas. Seminário,
Comunicação oral, São Paulo-SP.
LIMIAR CONSULTORIA E PROJETOS (Minas Gerais). Ibama. ESTUDO DE
IMPACTO AMBIENTAL - EIA: Pequena Central Hidrelétrica Gavião. Bonito de
Minas: Limiar Consultoria e Projetos Ltda, 2012. 759 p.
MELATO, Debora Soares. Discussão de uma metodologia para o diagnóstico e
ações para redução de perdas de água: aplicação no sistema de abastecimento
de água da região no sistema de abastecimento de água da região metropolitana de
São Paulo. 2010. 133 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia,
Departamento de Saneamento, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010.
Disponível em: <http:\\teses.usp.br>. Acesso em: 11 mar. 2014.
MELLO, Flavio Miguez de; PIASENTIN, Corrado. A história das barragens no
Brasil, séculos XIX, XX e XXI: Cinquenta anos do comitê brasileiro de barragens.
Rio
de
Janeiro:
CBDB,
2011.
524
p.
Disponível
em:
102
<http://www.cbdb.org.br/documentos/A_Historia_das_Barragens_no_Brasil.pdf>.
Acesso em: 16 out. 2013.
NOVAES, Luciano Farias de; BRESSANI, Fabrício. PLANO DIRETOR DE
COMBATE ÀS PERDAS DE ÁGUA. In: XVIII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE
RECURSOS HÍDRICOS, 18, 2009, Campo Grande. PLANO DIRETOR DE
COMBATE ÀS PERDAS DE ÁGUA. Campo Grande: Xviii Simpósio Brasileiro de
Recursos
Hídricos,
2009.
p.
1
-
13.
Disponível
em:
<http://www.abrh.org.br/sgcv3/UserFiles/Sumarios/70aca6b0a6d3271042d0d2271f9
4531d_87f1d66519764c8c35cad8354e010cc6.pdf>. Acesso em: 11 mar. 2014.
NUNES,
Riane
Torres
Santiago. Conservação
de
água
em
edifícios
comerciais: potencial de uso racional e reúso em shopping center. 2006. 157 f.
Dissertação
(Mestrado)
- Curso
de
Ciências
e
Planejamento
Energético,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2006.
PARACAMPOS, F. J. F. Indicadores de Perdas na Região Metropolitana de São
Paulo: A Aplicação da Proposta da IWA. In: SEDU/PR-PMSS & BANCO MUNDIAL.
Anais do Encontro Técnico Sobre Redução e Controle de Perdas de Água em
Sistemas de Abastecimento de Água. Salvador/BA: TIPOD LTDA, Fevereiro/Março
de 2002. CD-ROM.
PNCDA - PROGRAMA NACIONAL DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ÁGUA.
DTA - DOCUMENTOS TÉCNICOS DE APOIO; A2. Indicadores de Perdas nos
Sistemas de Abastecimento de Água. Brasília: Ministério do Planejamento e
Orçamento.
Secretaria
de
Política
Urbana,
1998.
65
p.
Disponível
em:
<http://www.pncda.gov.br/main3.htm>. Acesso em: 10 out. 2013.
PNCDA - PROGRAMA NACIONAL DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ÁGUA.
DTA - DOCUMENTOS TÉCNICOS DE APOIO; C1. Recomendações Gerais e
Normas de Referência para Controle de Perdas nos Sistemas Públicos de
Abastecimento do Programa. Brasília: Presidência da República. Secretaria Especial
103
de Desenvolvimento Urbano. Secretaria de Política Urbana, 1999. 30 p. Disponível
em: <http://www.pncda.gov.br/main3.htm>. Acesso em: 30 set. 2013.
PNCDA - PROGRAMA NACIONAL DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ÁGUA.
DTA - DOCUMENTOS TÉCNICOS DE APOIO; D1. Controle de Pressão na Rede.
Brasília: Presidência da República. Secretaria Especial de Desenvolvimento Urbano.
Secretaria
de
Política
Urbana,
1999.
46
p.
Disponível
em:
<http://www.pncda.gov.br/main3.htm>. Acesso em: 03 out. 2013.
REVISTA
DAE. São
Paulo:
Sabesp,
2007.
Mensal.
Disponível
em:
<http://pt.scribd.com/doc/58579382/Revista-DAE-Edicao-176>. Acesso em: 12 mar.
2014.
RIGHETTO, Antônio Marozzi. Manejo de águas pluviais urbanas: Manejo de
Águas Pluviais Urbanas. Rio de Janeiro: Abes, 2009. 398 p. Disponível em:
<http://www.finep.gov.br/prosab/livros/prosab5_tema 4.pdf>. Acesso em: 11 mar.
2014.
RIO DE JANEIRO. Roberto Cavararo. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística Ibge. Vocabulário básico de recursos naturais e meio ambiente. 2. ed. Rio de
Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - Ibge, 2004. 332 p.
SAGANHA, Nuno Miguel Gonçalves. Balanço e poupança energética na
distribuição de águas numa fábrica de papel. 2013. 127 f. Dissertação (Mestrado)
- Curso de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho, Guimarães, 2013.
SOUZA, MaurÍcio Novaes. DEGRADAÇÃO E RECUPERAÇÃO AMBIENTAL E
DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL. 2004. 393 f. Tese (Doutorado) - Curso de
Universidade Federal de Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, ViÇosa, 2004.
Disponível
em:
<http://www.riopomba.ifsudestemg.edu.br/portal/sites/default/files/arq_paginas/3tese
_final_mauricio_novaes.pdf>. Acesso em: 12 mar. 2014.
SOUZA, Natália Pereira Rodrigues de; NOGUEIRA, Renan França Gomes. ACTIVE
DIRECTORY: PROJETO DE GERENCIAMENTO CENTRALIZADO APLICADO A
104
TECNOLÓGICA – XI SICT, 11., 2009, São Paulo. Simpósio. São Paulo: Fatec, 2009.
p. 1 - 140.
TARDELLI FILHO, J. Curso de Perdas, Nível Técnico-Gerencial. São Paulo:
Sabesp, 2005. 70 p.
TSUTIYA, MILTON TOMOYUKI. Abastecimento de água. EPUSP, 2004,
643páginas.
ZANTA, Viviana Maria; FERREIRA, Cynthia Fantoni Alves. Gerenciamento
integrado de resíduos sólidos. São Paulo: Prosab, 2013. 274 p.
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Vazão (m³/h)
105
ANEXO A – GRAFICO DE VAZÃO DOS PONTOS
Gráfico 7 - Vazão no ponto Q01v
Fonte: Sabesp
1200,00
1000,00
800,00
600,00
400,00
200,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
106
Gráfico 8 - Vazão no ponto Q01p
Fonte: Sabesp
51,00
50,00
49,00
48,00
47,00
46,00
45,00
44,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
107
Gráfico 9 - Vazão no ponto P001
Fonte: Sabesp
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
108
Gráfico 10 - Vazão no ponto P003
Fonte: Sabesp
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
109
Gráfico 11 - Vazão no ponto P004
Fonte: Sabesp
50,00
45,00
40,00
35,00
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
110
Gráfico 12 - Vazão no ponto P005
Fonte: Sabesp
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
111
Gráfico 13 - Vazão no ponto O006
Fonte: Sabesp
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
112
Gráfico 14 - Vazão no ponto P002
Fonte: Sabesp
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
113
Gráfico 15 - Vazão no ponto P008
Fonte: Sabesp
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
114
Gráfico 16 - Vazão no ponto P009
Fonte: Sabesp
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
115
Gráfico 17 - Vazão no ponto P010
Fonte: Sabesp
40,00
35,00
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
116
Gráfico 18 - Vazão no ponto P011
Fonte: Sabesp
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
117
Gráfico 19 - Vazão no ponto P012
Fonte: Sabesp
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
25-05-2009_18:00:00
25-05-2009_12:00:00
25-05-2009_06:00:00
25-05-2009_00:00:00
24-05-2009_18:00:00
24-05-2009_12:00:00
24-05-2009_06:00:00
24-05-2009_00:00:00
23-05-2009_18:00:00
23-05-2009_12:00:00
23-05-2009_06:00:00
23-05-2009_00:00:00
22-05-2009_18:00:00
22-05-2009_12:00:00
22-05-2009_06:00:00
22-05-2009_00:00:00
21-05-2009_18:00:00
21-05-2009_12:00:00
21-05-2009_06:00:00
21-05-2009_00:00:00
20-05-2009_18:00:00
20-05-2009_12:00:00
20-05-2009_06:00:00
20-05-2009_00:00:00
19-05-2009_18:00:00
19-05-2009_12:00:00
19-05-2009_06:00:00
19-05-2009_00:00:00
18-05-2009_18:00:00
18-05-2009_12:00:00
18-05-2009_06:00:00
18-05-2009_00:00:00
Pressão (mca)
118
Gráfico 20 - Vazão no ponto P013
Fonte: Sabesp
40,00
35,00
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
119
ANEXO B – ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DA VRP
Fonte: BBL
FABRICANTE: WATTS (Série 115)
DIÂMETRO NOMINAL
(pol)
(mm)
1 1/4
32
1 1/2
40
2
50
2 1/2
65
3
75
4
100
6
150
8
200
10
250
12
300
14
350
16
400
Fonte: Catálogo Watts 1997
VAZÃO MÍNIMA
(m³/h)
0.23
0.23
0.23
4.5
6.8
11.4
26.1
45.4
68.1
90.8
113.6
147.6
Estimativa da Perda de Carga
(Q = vazão máxima da instalação em m³/h)
VAZÃO MÁXIMA (m³/h)
Fluxo Máximo Fluxo Máximo
Intermitente
Contínuo
26.1
21.1
35.9
28.4
59.1
47.7
84.0
68.1
129.5
104.5
227.1
181.7
522.4
408.8
885.8
704.1
1362.7
1112.9
1953.2
1589.8
2384.7
1930.5
3179.7
2498.3
Perda de
Carga
(CV)
2.33
2.52
3.47
5.99
7.89
13.88
29.02
52.99
88.32
109.14
145.10
186.11
120
Pressão a Jusante Mínima (Cavitação)
121
ANEXO C – TABELA DE DIMENSIONAMENTO DA VRP
Informações do Dimensionamento
Setor de Abastecimento
Vila Sônia (Município de São Paulo)
Referência
VRP João da Cruz Melão
Características da Área de Estudo
Local de Implantação da
VRP
Rua João da Cruz Melão quase esquina com Rua Corgie Assad
Abdalla
Cota do Terreno
(m)
745
Vazão Máxima (m³/h)
1.072,00
Vazão Mínima (m³/h)
340,00
Vazão Mínima Projetada
(m³/h)
ND
Pressão Máxima de
Montante (mca)
50,00
Pressão Mínima de
Montante (mca)
46,00
Data da Medição
mai/09
Local do Ponto Crítico
*Rua Doutor Queiroz Guimarães, 477
Cota do Terreno
(m)
770
Pressão Máxima no
Ponto Crítico (mca)
23,00
Pressão Mínima no
Ponto Crítico (mca)
5,00
Expectativa de redução de
pressão (mca)
ND
Diâmetro da Rede de
Alimentação (mm)
700
Material
FºFº
Extensão de Redes (km)
124,00
Fonte de Abastecimento
NA Mín. e Máx.
(m)
Reservatório Vila Sônia
Namín=789,53
Namáx=795,65
* atual ponto crítico deverá ser extraído do subsetor
Dimensionamento da VRP
Diâmentro da VRP (mm)
400
Fabricante
Watts
Perda de Carga Estimada
na VRP (mca)
1,80
Vazão Máxima
Recomendada (m³/h)
3179,70
Vazão Mínima
Recomendada (m³/h)
147,60
Relação entre Vazões
Máximas
2,97
Características do Barrilete
Instalação de
Hidrômetro
Diâmetro da Tubulação
do Barrilete da VRP
(mm)
 Sim
 Não
400
Diâmetro Nominal (mm)
400
Fabricante
Actaris
Diâmetro da Tubulação
da Linha Principal (mm)
600
Velocidade Máxima na
Linha da VRP (m/s)
2,37