XIX Exposição de Experiências Municipais em Saneamento
De 24 a 29 de maio de 2015 – Poços de Caldas - MG
ESTUDO DE CONTROLE DE PERDAS EM SISTEMAS DE
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Ana Caroline Vermejo Beloni ¹
Engenheira Civil, formada pelo Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos.
Funcionária da Divisão Técnica, Setor de Obras e Projetos da Superintendência de Água, Esgoto
e Meio Ambiente de Olímpia.
Aline de Paula Papel
Engenheira Civil, formada pelo Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos.
Funcionária da LM Engenharia Brasil.
Endereço ¹: Av. Harry Gianecchini, Nº 350 – Jardim Toledo – Olímpia – SP – CEP: 15400-000 –
Brasil – Tel: + 55 (17) 3279 2250 – e-mail: [email protected]
RESUMO
O presente trabalho visou apresentar a deficiência dos sistemas de abastecimento de água em
todo o país e as grandes preocupações com o desperdício e a sua racionalização. Utilizada
muitas vezes de forma irracional, a água sofre perdas desde sua captação até a sua utilização.
Razão pela qual, há de se analisar de modo crítico a necessidade de se investir em um eficiente
gerenciamento de perdas. Muitas empresas já estão investindo em gestões capazes de estudar e
diminuir as perdas reais, decorrentes de vazamentos nas redes de distribuição e ramais, e as
perdas aparentes, ou seja, ocorridas por erros operacionais. Assim, com este controle é possível
reduzir os custos e aumentar a produção de água, sem necessariamente ampliar o próprio
sistema.
Palavras chave: Sistemas de abastecimento de água. Recursos Hídricos. Escassez.
Gerenciamento de perdas. Perdas Reais. Perdas Aparentes. Saneamento
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INTRODUÇÃO
A proporção de água doce acessível no planeta representa uma porcentagem mínima em relação
à disponibilidade total (água salgada, água doce congelada e água doce acessível), mas se
utilizada de forma coerente com seu ciclo natural, não perderia qualidade, evitando assim sua
escassez (ONU, 2007). Contudo sabe-se que a sua distribuição encontra-se de maneira desigual
em todo o território mundial, onde há regiões com abundância e outras com carência de água.
Segundo (CEIVAP, 2007) 12% dos recursos hídricos superficiais do Planeta estão em território
brasileiro. No entanto há uma má distribuição, 68% do volume disponível concentra-se na bacia
hidrográfica amazônica, onde mora apenas 4% da população. Esta desigualdade faz com que os
96% restante possua apenas 32% dos recursos disponíveis para abastecimento.
Desde 1953, o Brasil está enfrentando uma das maiores crises de escassez hídrica. Entre os
meses de outubro e dezembro de 2014, somado já a quantidade de água registrada em janeiro do
mesmo ano, o volume do Sistema Cantareira era de 75,2 bilhões de litros, sendo que em 1953, os
dados eram de 226,3 bilhões (MOURA, 2015).
Vários fatores contribuem para a gravidade deste cenário, tais como, desperdício de água,
problemas ambientais, poluição e falta de um adequado gerenciamento de perdas, tornando-se
assim um bem finito, não em relação à quantidade, mas sim em qualidade e acessibilidade.
Dados do Atlas Brasil – Abastecimento Urbano de Água - lançado pela Agência Nacional de
Águas (ANA), mostram que neste ano de 2015, 55% dos municípios poderão ter déficit no
abastecimento, levando em consideração a disponibilidade de água e situação em que se
encontram a infraestrutura dos sistemas de produção e distribuição (LOURENÇO, 2015).
O grande desafio das companhias está em amenizar a falta de água, caracterizada como estresse
hídrico, sendo este o resultado de um balanço hídrico, ou seja, a somatória dos volumes de água
que infiltram e saem do solo em um determinado tempo, e é caracterizado quando a demanda por
água e o consumo médio por um número de habitantes em determinada região, é maior que a
capacidade de oferta de água existente.
Segundo o relatório de desenvolvimento da água no mundo, da Organização das Nações Unidas
para a Educação, Ciência e Cultura (UNESCO 2003), as reservas de água potável estão
diminuindo, enquanto o seu consumo cresce aceleradamente. Para poder equacionar a demanda
com oferta, um primeiro passo seria o controle de perdas, onde o mesmo está diretamente
relacionado com a receita e a despesa da empresa.
De acordo com (TSUTIYA, 2006) existem dois tipos de perdas: Perda Não física ou Perda
Aparente e Perda Física ou Perda Real.
A Perda Aparente corresponde ao volume de água consumido, mas não contabilizado pela
companhia de saneamento, decorrente de erros de medição nos hidrômetros e demais tipos de
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medidores, fraudes, ligações clandestinas e falhas no cadastro comercial. Nesse caso, então, a
água é efetivamente consumida, mas não é faturada. E a Perda Real corresponde ao volume de
água produzido que não chega ao consumidor final, devido à ocorrência de vazamentos nas
adutoras, rede de distribuição e reservatórios, bem como de extravasamentos em reservatórios
setoriais.
Ao minimizar as perdas reais dos sistemas de distribuição, a necessidade de ampliação destes
torna-se menor, pois o volume de água produzido que até então não chega ao consumidor final
será contabilizado e distribuído à população. Com isso há uma maior conservação dos recursos
naturais e uma queda nos custos associados na produção, distribuição de água, energia elétrica,
mão de obra, menor incidência de racionamentos entre outros fatores, sendo esta a medida mais
eficaz, econômica e rápida contra a crise que o Brasil está enfrentando.
Por fim, o trabalho busca identificar um determinado tipo de perda nos subsistemas de
abastecimento de água e propor possíveis medidas mitigatórias.
Ante o exposto, faz-se imprescindível a utilização de meios eficientes de controle de perdas e que
assegure o abastecimento à população, com a finalidade de otimizar os custos para o município.
METODOLOGIA
A metodologia proposta consistiu nas seguintes etapas:
1ª)
Coletar dados para a elaboração de um fluxograma de um sistema de
abastecimento, em um município de médio/porte, objetivando identificar todo o caminho percorrido
pela água, desde sua captação até a distribuição na rede.
2ª)
Identificar e quantificar os volumes que são efetivamente perdidos, utilizando
o método de pesquisa em campo, onde as perdas são identificadas através de pesquisas, testes e
inspeções de cada componente de perda real da captação de águas superficiais. Com o objetivo
de quantificar os volumes captados, mas não produzidos, através da somatória dessas parcelas.
Com o volume total de perdas, calculam-se os indicadores de perdas em cada subsistema.
Com o intuito de facilitar o diagnóstico das perdas reais do sistema de abastecimento
de água, o mesmo é subdividido em subsistemas, pois sabe-se que as causas e magnitudes,
assim como a natureza das ações de controle são diferentes em todos os componentes:
• Adução de água bruta: captação e adução de água bruta;
• Tratamento: estação de tratamento de água;
• Reservação;
• Adução de água tratada: adutoras e subadutoras de água tratada e instalações de
recalque e
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• Distribuição: rede de distribuição de água tratada e ramais prediais (PNCDA, 2004).
De acordo com Heller e Pádua (2010) “para uma adequada avaliação dos resultados, recomendase a utilização dos indicadores em três níveis distintos: básico, intermediário e avançado”. Os
indicadores de perdas utilizados pelos autores são os indicadores complementares em nível
intermediário que refletem as condições operacionais dos sistemas, derivados de informações
técnicas específicas para uma análise mais profunda dos resultados, apontados pelas equações
de (1) a (3):
(1) Índice de Perdas Reais na Produção (IPRP) = ( Volume captado (VCAP) – Volume
Produzido (VPRO)) * 100 / VCAP
(2) Índice de Perdas Reais na Adução (IPRA) = ( VCAP – Volume Aduzido (VADZ)) *
100 / VCAP
(3) Índice de Perdas Reais no Tratamento (IPTR) = ( VADZ – VPRO) * 100 / VADZ
A análise de estudos existentes sobre o tema evidencia uma grande quantidade de indicadores de
perdas de água adotados no cenário nacional e internacional, estudado por MIRANDA (2002).
Os indicadores têm a função de quantificar as perdas reais e aparentes, estes são capazes de
retratar a situação da operadora, avaliando os problemas financeiros e gerenciando os volumes
perdidos, redirecionando ações de combate e controle, assim como comparando sistemas de
abastecimento distintos.
Os volumes utilizados pelos indicadores foram disponibilizados pela companhia de saneamento,
assim como o custo de produção do metro cúbico de água tratada, o saldo da empresa referente
ao ano das informações, o consumo per capita (qpc) e a população total abastecida pelo
manancial, estes indicados na Tabela 1:
Tabela 1 – Dados da companhia de saneamento para o estudo de caso
Volume
m³/h
m³/mês
VCAP
290,19
208.936,80
VADZ
270
194.400
R$/m³
1,66
Saldo
R$ 88.319,71
qpc
População População
(L/hab.dia) Total (hab)
233
53.010
atendida
42,90%
22.742
Fonte: Dados obtidos através do levantamento interno, correspondente ao ano de 2013).
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Devido à inexistência de macromedidores nas tubulações de saídas da Estação de Tratamento de
água (ETA), para estimar volume das perdas no tratamento da água, foi durante um período
observado ações como: limpeza dos filtros e decantadores, estimado um tempo médio gasto para
a limpeza de cada um, sabendo a capacidade dos mesmos e quantas vezes o procedimento é
realizado.
3ª)
Propor estratégias de redução de acordo com os resultados obtidos.
RESULTADOS
A estimativa do volume de perdas de processo e perdas por vazamentos na ETA está
apresentada na Tabela 2.
Tabela 2 – Volume de Perda total na ETA
Volume de perdas de processo
Volume
Volume
Frequência
(m³)
(mês)
F 01
200
10
2000
F 02
200
10
2000
F 03
200
10
2000
Filtros
Descartado
(m³/mês)
Subtotal:
6000
Volume
Volume
Frequência
(m³)
(mês)
D 01
648,5
1
648,5
D 02
648,5
1
648,5
Decantadores
Descartado
(m³/mês)
Subtotal:
1297
Total perdas de processo (m³/mês)
7297
Volume de perdas por vazamentos
Volume (m³/dia)
Volume Descartado
(m³/mês)
1,176
Total perdas por vazamentos: (m³/mês)
Perda total na ETA (m³/mês)
Perda total na ETA (m³/h)
35,28
35,28
7332,28
10,18
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Com este resultado, calcula-se o VPRO, ilustrado na Figura 1
Figura 1 – VPRO
A Tabela 3 representa os resultados dos indicadores de perdas reais das equações
1,2 e 3.
Tabela 3 – Indicadores de Perdas Reais
Equação
Resultado
1 IPRP = (290,19 - 259,82) * 100 / 290,19
10,47%
2 IPRA = (290,19 - 270) * 100 / 290,19
6,96%
3 IPTR = (270 - 259,82) * 100 / 270
3,79%
Perdas Totais
21,22%
O volume que os 21,22% de perdas reais de todas as etapas apresentadas acima,
corresponde a 39.696,3 m³/mês do VPRO e o custo deste volume perdido é de R$ 65.895,86/mês,
indicados na Figura 2.
Figura 2 – Perdas x Volume x Receita
O qpc é de 233 L/hab.dia, ou seja 6,99 m³/mês e isto representa um volume de águas
superficiais consumido pela população de 158.966,58 m³/mês, sendo assim, o volume total de
perdas corresponde a 24,97% do qpc total da cidade por mês, este, capaz de atender uma
população de 5.679 habitantes. Relacionando estes valores com a população total do município
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(53.010 habitantes) os 21,22% que se perde, correspondem a 10,7% da população. Dados
indicados na Figura 3.
Figura 3 – Perdas x qpc x População
Em 2010 (IBGE 2010) a população do município era de 50.024 habitantes, e em 2014 (estimativa
IBGE) é um total de 53.010, assim a taxa de crescimento anual da população é de 1,41% (Figura
4).
Figura 4 – População x Crescimento Anual
Assim, o estudo mostra que o volume de perdas reais é capaz de abastecer 10,7% da população
total da cidade, suprindo seu crescimento anual de 1,41%. Com isso, pode-se afirmar que o
município poderia crescer até 7,6 vezes que o seu abastecimento seria satisfatório, conforme
indica a Figura 5.
Figura 5 – Perdas x Crescimento Anual
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De acordo com HELLER E PÁDUA (2010), para o município de porte médio estudado, o qpc
deveria estar na faixa de 120 a 220 L/hab.dia, no entanto o consumo real é de 233 L/hab.dia,
estando 6% acima do máximo recomendado, ou seja, 13 L/hab.dia a mais ou 0,39 m³/hab.mês.
Para os 53.010 habitantes, o qpc representa um volume de 370.539,9 m³/mês, enquanto o
recomendado pela literatura é de 349.866 m³/mês, sendo assim 20.673,9 m³/mês de consumo
superior. Isto significa nos custos de produção de água uma receita/mês de R$ 34.318,67. Uma
redução deste consumo para o valor recomendado representa 5,93% do volume total per capita
do município, sendo capaz de abastecer 3.144 habitantes. (Figura 6)
Figura 6 – Redução do qpc
Somando as duas reduções 10,7% mais 5,93% - volume de perdas reais e redução per capita
respectivamente -, temos 16,6% da população beneficiada e um custo adicional ao órgão gestor
de R$ 69.166,87/mês, reduzindo a inadimplência da empresa em 78,31% e uma economia do
volume de água de 41.663,18 m³/mês de água, ilustrado na Figura 7.
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Figura 7 – Redução das Perdas e do qpc x Benefícios
DISCUSSÃO
Os resultados apresentados são de grandes proporções, levando em consideração o
alto índice de perdas em que o país se encontra. Segundo dados do SNIS (2012) a média de
perdas na distribuição no Brasil é de 36,9% e a Região Norte e a Região Nordeste encontram-se
acima deste valor (Figura 8), enquanto os países desenvolvidos pertencem a faixa dos 25%.
Figura 8 - Índices de perdas na distribuição, segundo região geográfica e média do Brasil
Fonte: SNIS 2012
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Estes valores demonstram quão estamos atrasados em saneamento básico. Tanto a água tratada
quanto o tratamento e a coleta de esgoto estão muito distantes do acesso universal. Isso implica
prejuízos à qualidade de vida e à economia.
Conforme ilustra a Figura 9, o Brasil atingiu 0,581 no Índice de Desenvolvimento do Saneamento,
este que consiste no grau de saneamento do habitat em que vivem os membros de uma
comunidade política, ou seja, indica o nível básico de civilização. Uma nação só é 100% civilizada
em nível básico quando 100% dos seus cidadãos moram em casas próprias quitadas e
perfeitamente saneadas - com fornecimento de água limpa, coleta de lixo e tratamento de esgoto.
Quanto mais próximo for o índice de 1,0, significa que mais desenvolvido está o país em relação
ao saneamento básico (CARVALHO, 2014).
Figura 9 - Índice de Desenvolvimento do Saneamento
Fonte: (CEDBS, 2014)
De acordo com o PLANSAB (2011) o investimento total necessário para atingir 98% de cobertura
de água potável (urbano e rural) e 88% de águas residuais (urbano e rural, esgotos e fossas
sépticas), em 2030 é de R$ 262,713 milhões, o que corresponde a um investimento médio anual
de R$ 13,1 bilhões.
Para redução das perdas pede-se uma solução por meio dos órgãos gestores (ABES, 2013).
Onde na maioria das vezes, os prestadores de serviços de saneamento não possuem quadro de
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funcionários suficientes e nem profissionais qualificados para o gerenciamento do sistema, de
modo a manter baixos e sob controle os índices de perdas. A precariedade física dos sistemas,
sem devida manutenção e prevenção e a falta de cadastros técnicos e comerciais, são outros
fatores agravantes. Em outras palavras, há prestadores que desconhecem as principais
características do sistema que operam.
Algumas ações básicas como controle da pressão, controle ativo de vazamentos, gerenciamento
da infraestrutura, agilidade e qualidade dos reparos, podem auxiliar na redução das perdas físicas
e para o controle das perdas não físicas, é necessário a redução da imprecisão dos medidores,
qualificação da mão-de-obra, melhorias no sistema comercial, controle das fraudes e ligações
clandestinas.
CONCLUSÃO
O estudo mostra que a demanda do município, segundo relatórios da ANA 2010 (Agência
Nacional de Águas), é suficiente para o abastecimento de toda a população, contudo, a
contribuição da redução das perdas reais diminui os custos de produção de água tratada e diminui
a extração do manancial abastecedor, cenário que se encontra as grandes metrópoles brasileiras.
O volume de água perdido, devido às perdas reais, adicionado com a redução do volume utilizado
per capita, implica-se assim em resultados significativos no aspecto financeiro da companhia de
saneamento, esta que se encontra com saldo negativo devido ao fato de gastos de produção com
um volume “extra” que não é contabilizado pela empresa e um volume que não é de necessidade
básica para a população, ou seja, um consumo excessivo.
O controle de perdas na adução/captação deve ter foco nos vazamentos, monitorando a idade, a
pressão e o estado da tubulação de ferro fundido existente há 57 anos na cidade. Para o
subsistema ETA (Estação de Tratamento de Água), as ações imediatas para o controle das
perdas reais dão-se basicamente em regularizar os ciclos de lavagem de filtros e decantadores,
reparar as fissuras nas instalações e realizar manutenção preventiva e corretiva de equipamentos,
incluindo uma gestão comercial para uso interno, capacitando o quadro de funcionários para tal
proposta.
Sendo assim, a escassez hídrica é pauta no cenário político, social e econômico, além da redução
de custos para a companhia de abastecimento, a diminuição das perdas alivia as pressões que os
mananciais estão enfrentando.
Em suma, o trabalho buscou demonstrar que com um bom gerenciamento pode-se aumentar o
atendimento à população, sem, entretanto, aumentar a extração, sugere-se: “A compreensão de
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que a água é finita, é insubstituível, pode soar banal – mas é o caminho mais rápido e barato de
preservação de um recurso fundamental à vida”. (VEJA, 2014, p.90).
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