23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
I-092 - TEMPO DE RESTABELECIMENTO DO SISTEMA DE
ABASTECIMENTO DE ÁGUA JUCU E AUTONOMIA DOS RESERVATÓRIOS
APÓS PARALISAÇÃO PROGRAMADA DA COMPANHIA ESPÍRITO
SANTENSE DE SANEAMENTO (CESAN)
Luciana Callegari Spavier
Engenheira Civil pela Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Mestre em Engenharia Ambiental –
Saneamento pela Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Contratada da Companhia Espírito
Santense de Saneamento (CESAN)
Paulo da Silva Bacellar (1)
Técnico Operação e Controle II. Coordenador do Centro de Controle Operacional da Companhia Espírito
Santense de Saneamento (CESAN)
Wilson Fiorotti
Técnico Operação e Controle II
Técnico em Mecânica pela Escola Técnica Federal do Espírito Santo (ETFES). Coordenador de Pitometria da
Companhia Espírito Santense de Saneamento (CESAN)
Franklin Sant’Anna Lima
Engenheiro Civil pela Escola Politécnica da Universidade Federal do Espírito Santo (EPUFES). Chefe da
Divisão de Suporte Operacional e Gestão de Perdas da Companhia Espírito Santense de Saneamento
(CESAN)
Endereço(1): Rua Jair de Andrade, nº 311- Itapuã - Vila Velha - ES - CEP: 29101700 - Tel: +55 (27) 3388
9373 - e-mail: [email protected]
RESUMO
A necessidade de ampliação dos sistemas de abastecimento de água tem levado as Empresas de
Saneamento a pleitearem recursos financeiros junto a organismos de crédito, sendo que estes estão
impondo exigências rigorosas, principalmente no que tange a Indicadores Operacionais. Diante do
exposto a necessidade de estudos com relação a sistemas de abastecimento de água mostra-se cada vez
mais evidente. Este trabalho tem como objetivo detectar o tempo médio de restabelecimento e a
autonomia dos reservatórios do Sistema de Abastecimento de Água proveniente do Rio Jucu em função
de uma paralisação programada ocorrida na Companhia Espírito Santense de Saneamento (CESAN). Para
a realização deste trabalho foram instalados antes e durante da paralisação programada registradores de
pressão (Data Loggers) pela equipe de Pitometria em 10 pontos críticos do Sistema Jucu nos municípios
de Vitória, Vila Velha e Cariacica. Estes pontos foram escolhidos em áreas com problemas de
abastecimento e em locais significativos para o Sistema. Aliados aos dados registrados pelos medidores
de pressão foram analisados os dados do CCO (Centro de Controle Operacional) da CESAN e dados do
InfoGEO (software de cadastro). O tempo de restabelecimento do sistema foi considerado como o tempo
decorrido entre o retorno do sistema até a chegada de água na residência do cliente, ou seja, o tempo que
o cliente fica efetivamente desabastecido após o retorno do sistema. Não está incluído no tempo de
restabelecimento o período de paralisação do sistema. Concluiu-se que o tempo médio de
restabelecimento do sistema Jucu foi de 5 h e 15 min. Esse indicador operacional é importante para
avaliar quanto tempo o cliente ficou desabastecido após o retorno do sistema. A autonomia dos
reservatórios variou de 3,0 a 8,0 h. Essa autonomia tende a melhorar com a construção de mais seis
reservatórios na Grande Vitória incluídos no Projeto Águas Limpas. A autonomia dos reservatórios é um
dado importante para a operação do Sistema, pois auxilia na tomada de decisões em outras paralisações e
interferências na rede.
PALAVRAS-CHAVE: Tempo de Restabelecimento, Autonomia de Reservatório, Medição de Pressão,
Sistemas de Distribuição, Paralisações.
INTRODUÇÃO
Nos centros urbanos menos desenvolvidos, particularmente em países em desenvolvimento, ainda se tem uma
razoável parcela da população que não conta com atendimento por serviço de abastecimento de água ou
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contam com serviço de forma inadequada, seja em relação à qualidade ou a quantidade (Tsutiya, M. T.). As
Companhias de Saneamento, incluindo a CESAN (Companhia Espírito Santense de Saneamento), têm
buscado a melhoria e aperfeiçoamento de seus serviços, possibilitando dessa forma água de boa qualidade e
com abastecimento contínuo.
Além disso, a necessidade de ampliação dos sistemas de abastecimento de água tem levado as Empresas de
Saneamento a pleitearem recursos financeiros junto a organismos de crédito, sendo que estes estão impondo
exigências rigorosas, principalmente no que tange a Indicadores Operacionais.
Diante do exposto a necessidade de estudos com relação a sistemas de abastecimento de água mostra-se cada
vez mais evidente. Este trabalho tem como objetivo detectar o tempo médio de restabelecimento e a
autonomia dos reservatórios do Sistema de Abastecimento de Água proveniente do Rio Jucu em função de
uma paralisação programada ocorrida na Companhia Espírito Santense de Saneamento (CESAN).
A CESAN abrange atualmente 67% dos municípios do Estado do Espírito Santo com abastecimento de água,
totalizando uma população de 1.888.318 habitantes atendidos. Somente na Grande Vitória totalizam 1.380.234
habitantes abastecidos por uma vazão média de 5985,2 l/s. A Grande Vitória é abastecida basicamente por
dois grandes sistemas: Jucu e Santa Maria. O principal deles, Sistema Jucu, atende 60% da Grande Vitória que
corresponde a uma vazão média de 3808,7 l/s (Fonte: Relatório Operacional CESAN dez/2004).
MATERIAIS E MÉTODOS
A paralisação do Sistema de Abastecimento de Água proveniente do Rio Jucu ocorreu no dia 18 de
setembro de 2004 com o objetivo de realizar manutenções eletromecânicas e algumas interligações na
rede de abastecimento. Os sistemas principais de bombeamento denominados Baixo Recalque e Alto
Recalque foram desligados às 6:00 h e as 17:45 h o sistema já estava com todas as unidades operando
normalmente, totalizando um período de 11 h e 45 min de paralisação. Em média 60% da Grande Vitória,
totalizando aproximadamente 828.140 habitantes, tiveram o abastecimento interrompido devido à
paralisação.
Antes e durante a paralisação foram instalados registradores de pressão (Data Logger) pela equipe de
Pitometria em 10 pontos críticos do Sistema Jucu nos municípios de Vitória, Vila Velha e Cariacica.
Estes medidores registram a pressão de 30 em 30 minutos e o equipamento possui configuração
compatível com o sistema Windows. Estes pontos foram escolhidos em áreas com problemas de
abastecimento e em locais significativos para o sistema. A tabela 1 mostra a localização destes pontos.
Ponto Crítico
Município
Localização
P1
Vitória
Elevatória de Alberto Torres – sucção
P2
Vitória
Elevatória da Ilha do Frade – sucção
P3
Vitória
Parte alta do Bairro Andorinha
P4
Cariacica
Bairro Tabajara
P5
Vila Velha
Cobilândia
P6
Vila Velha
Av. Salgado Filho
P7
Vila Velha
Elevatória de Jaburuna I – sucção
P8
Vila Velha
Av. Champagnat
P9
Vila Velha
Elevatória da Praia da Costa - sucção
P10
Vila Velha
Praça de Gaivotas
Tabela 1 – Localização dos pontos de instalação dos Registradores de Pressão
Aliados aos dados registrados pelos medidores de pressão foram analisados os dados do CCO (Centro de
Controle Operacional) da CESAN e dados do InfoGEO. O CCO possui o monitoramento das vazões,
pressões e níveis de reservatórios do Sistema Jucu em tempo real através de telemetria. O InfoGEO é um
software de cadastro utilizado tanto pela área Comercial quanto pela área Operacional da CESAN.
O tempo de restabelecimento do sistema foi considerado como o tempo decorrido entre o retorno do
sistema até a chegada de água na residência do cliente, ou seja, o tempo que o cliente fica efetivamente
desabastecido após o retorno do sistema. Não está incluído no tempo de restabelecimento o período de
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paralisação do sistema. Considerou-se como pressão mínima da rede de 6 mca no ramal do cliente para
garantir que o cliente esteja abastecido.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A tabela 2 mostra a extensão de rede, cota e a população atendida de cada área de influência dos pontos
críticos relacionados neste trabalho.
Ponto
Extensão de
Cota (m)
População atendida
Crítico
rede (m)
(hab)
P1
31.967,0
1,0
4.410
P2
8.049,0
25,0
2.956
8,0
2.607
P3
3891,0
P4
4.302,0
35,0
307
P5
11.156,0
5,0
2.335
P6
25.553,0
5,0
2.075
P7
30.567,0
10,0
3.872
P8
33.410,0
2,0
22.021
P9
18.498,0
5,0
14.436
P10
18.798,0
2,0
3.935
Tabela 2 – Extensão de rede, cota e população atendida da área de influência dos pontos críticos.
A figura 1 analisa o tempo de restabelecimento do Ponto P1 que corresponde à sucção da EAT de Alberto
Torres. Esta elevatória é abastecida pela ETA II (Cobi) e abastece o Reservatório de Fradinhos. Nota-se
pelo gráfico que antes da paralisação as pressões na rede variavam de 32 a 48 mca. Após a paralisação a
pressão atingiu o valor de 6,0 mca rapidamente no dia 18/10/2004 à 18:00 h, totalizando um tempo de
restabelecimento de 15 min para este ponto.
P1 - EAT Alberto Torres - Sucção
100%
50
80%
40
30
20
10
60%
40%
20%
0
17/09/2004
Nível Res.
Nível Res. Fradinho s
Paralisação
Pressão (mca)
P ressão P 1
60
0%
18/09/2004
19/09/2004
20/09/2004
21/09/2004
Horário (h)
Figura 1 – Comparação da pressão na EAT Alberto Torres com o nível do reservatório de
Fradinhos
A figura 2 analisa o tempo de restabelecimento do Ponto P3 que se localiza no Bairro Andorinha. Este
bairro é abastecido pela ETA II (Cobi) através da adutora de DN 800 mm para Vitória. Este ponto se
localiza em uma área de abastecimento comprometido, pois se encontra em final de rede. Nota-se pelo
gráfico que antes da paralisação as pressões na rede variavam de 13 a 42 mca. Após a paralisação a
pressão atingiu o valor de 6 mca somente no dia 19/10/2004 às 4:00 h, totalizando um tempo de
restabelecimento de 10 h e 15 min para este ponto.
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P3 - Bairro Andorinha - Parte Alta
50
900
40
750
30
20
600
450
300
10
Vazão (l/s).
Vazão saída ETA II - Vitória
Paralisação
Pressão (mca)
Pressão P3
150
0
0
17/09/2004
18/09/2004
19/09/2004
20/09/2004
21/09/2004
Horário (h)
Figura 2 – Comparação da pressão no Bairro Andorinha com a vazão de saída da ETA II para
Vitória
A figura 3 analisa o tempo de restabelecimento do Ponto P4 que se localiza no Bairro Tabajara. Este
bairro é abastecido pela ETA I (Vale Esperança) através do reservatório de Alto Laje. Este ponto se
localiza em uma área de abastecimento comprometido, pois se encontra em final de rede. Nota-se pelo
gráfico que antes da paralisação as pressões na rede variavam de 12 a 37 mca. Após a paralisação a
pressão atingiu o valor de 6,0 mca somente no dia 19/10/2004 à 1:00 h, totalizando um tempo de
restabelecimento de 7 h e 15 min para este ponto.
P4 - Bairro Tabajara
Nível Res. Ato Laje
100%
60%
40%
20%
Nível Res.
80%
Paralisação
Pressão (m ca)
Pressão P4
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0%
17/09/2004
18/09/2004
19/09/2004
20/09/2004
Horário (h)
Figura 3 – Comparação da pressão no Bairro Tabajara com o nível do reservatório de Alto Laje
A figura 4 analisa o tempo de restabelecimento do Ponto P9 que se localiza no Bairro Praia da Costa. Este
bairro é abastecido pela ETA I (Vale Esperança) através da adutora de DN 1000 mm para Vila Velha.
Este ponto se localiza em uma área de abastecimento comprometido, pois se encontra em final de rede.
Nota-se pelo gráfico que mesmo antes da paralisação as pressões na rede eram baixas variando de 05 a 22
mca. Após a paralisação a pressão atingiu o valor de 6 mca somente no dia 19/10/2004 às 3:00 h,
totalizando um tempo de restabelecimento de 09 h e 15 min para este ponto.
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P9 - EAT Praia da Costa - Sucção
35
1.400
30
1.200
25
1.000
20
15
10
800
600
400
5
200
0
0
17/09/2004
18/09/2004
19/09/2004
20/09/2004
Vazão (l/s)
Vazão Vila Velha
Paralisação
Pressão (m ca)
Pressão P9
21/09/2004
Horário (h)
Figura 4 – Comparação da pressão na EAT Praia da Costa com a vazão para Vila Velha
A figura 5 analisa o tempo de restabelecimento do Ponto P10 que se localiza no Bairro Gaivotas. Este
bairro é abastecido pela ETA I (Vale Esperança) através da adutora de DN 1000 mm para Vila Velha.
Nota-se pelo gráfico que o restabelecimento deste ponto foi rápido, totalizando um tempo de 09 h e 15
min.
P10 - Praça de Gaivotas
17/09/2004
1.400
1.200
1.000
800
600
400
Vazão (l/s)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Vazão Vila Velha
Paralisação
Pressão (m ca)
Pressão P10
200
0
18/09/2004
19/09/2004
20/09/2004
21/09/2004
Horário (h)
Figura 5 – Comparação da pressão no Bairro Gaivotas com a vazão para Vila Velha
A tabela 3 mostra o tempo médio de restabelecimento do sistema Jucu para os 10 pontos analisados.
Nota-se que o menor tempo foi encontrado no ponto P1 (Elevatória de Alberto Torres) que é um ponto de
interesse relevante, pois esta elevatória abastece o reservatório de Fradinhos. O maior tempo deu-se para
o ponto P3 (Bairro Andorinha) com 10 h e 15 min. Como já comentado anteriormente, esta área tem
problemas de abastecimento por se localizar em final de rede. Em média o tempo de restabelecimento do
sistema Jucu foi de 5 h e 15 min, ou seja, após a volta do sistema, o cliente que se localiza em áreas de
abastecimento comprometido, ficou desabestecido em média por mais 5h e 15 min. Os resultados com
todos os gráficos serão apresentados no trabalho completo.
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Ponto
Crítico
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
Dia / Hora de Retorno do
Sistema
Dia / Hora de Chegada de Água
nas residências
18/09/2004 – 18:00 h
18/09/2004 – 19:00 h
19/09/2004 – 04:00 h
19/09/2004 – 01:00 h
18/09/2004 – 19:00 h
18/09/2004 – 17:45 h
18/09/2004 – 21:00 h
19/09/2004 – 03:00 h
18/09/2004 – 23:00 h
19/09/2004 – 03:00 h
18/09/2004 – 23:00 h
Tempo Médio de Restabelecimento:
Tempo de
Restabelcimento
15 min
1 h e 15 min
10 h e 15 min
7 h e 15 min
1 h e 15 min
3 h e 15 min
9 h e 15 min
5 h e 15 min
9 h e 15 min
5 h e 15 min
5 h e 15 min
Tabela 3 – Tempo médio de restabelecimento do Sistema Jucu
A figura 6 e a tabela 4 mostram o comportamento dos quatro principais reservatórios do sistema Jucu
durante e após a paralisação. Nota-se que todos os reservatórios, exceto o de Santa Clara, às 6:00 do dia
18/09/2004 estavam com 100% da sua capacidade quando tiveram o abastecimento interrompido. As
unidades que abastecem o reservatório de Santa Clara tiveram problemas durante a noite e o reservatório
iniciou a paralisação com 67% da sua capacidade. O único reservatório que não esvaziou completamente
foi o de Vale Esperança, pois a válvula de saída foi fechada às 11:00 h para garantir uma reserva de
abastecimento para os carros pipas e outras situações de emergências.
A autonomia do reservatório é considerada como o tempo que o reservatório com sua capacidade
máxima, leva para esvaziar totalmente, tendo o seu abastecimento interrompido. As autonomias dos
reservatórios de Santa Clara e Vale Esperança foram calculadas teoricamente de acordo com a curva de
decaimento, pois estes reservatórios tiveram interferências como descrito anteriormente. Os reservatórios
que tiveram as maiores autonomias foram o de Vale Esperança e Fradinhos com 8 h cada um, sendo que a
capacidade do Reservatório de Vale Esperança é 4 vezes maior que a de Fradinhos. O Reservatório de
Santa Clara foi o que obteve a menor autonomia apresentando apenas 3 h. A autonomia dos reservatórios
é um dado importante para a operação do sistema, pois auxilia na tomada de decisões em outras
paralisações e interferências na rede.
Reservatórios
Vale Esperança
Alto Laje
Santa Clara
Fradinhos
1
0,8
Nível
Paralisação
0,6
0,4
0,2
0
18/09/2004
19/09/2004
Horário
Figura 6 – Comportamento dos reservatórios no período da paralisação
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Reservatório
Capacidade (m3)
Vale Esperança
20.000
Alto Laje
4.000
Santa Clara
3.800
Fradinhos
5.000
* Tempo calculado teoricamente
Horário de
Desligamento do
Sistema
06:00 h
06:00 h
06:00 h
06:00 h
Horário de
Esvaziamento do Res.
Autonomia
10:00
08:00
14:00
8,0 h*
4,0 h
3,0 h*
8,0 h
Tabela 4 – Autonomia dos reservatórios
CONCLUSÃO
Conclui-se que o tempo médio de restabelecimento do sistema Jucu é de 5 h e 15 min. Esse indicador
operacional é importante para avaliar quanto tempo o cliente ficou desabastecido após o retorno do
sistema. A autonomia dos reservatórios varia de 3,0 a 8,0 h. Essa autonomia tende a melhorar com a
construção de mais seis reservatórios na Grande Vitória incluídos no Projeto Águas Limpas. A autonomia
dos reservatórios é um dado importante para a operação do sistema, pois auxilia na tomada de decisões
em outras paralisações e interferências na rede.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.
Tsutiya, Milton Tomoyuki: Abastecimento de Água - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo,
2004.
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