UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO – USF
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA CIVIL
PAULO CESAR BONON
ESTUDO ANALÍTICO DA REDUÇÃO DE PERDAS DE ÁGUA VIA
TECNOLOGIA DE AUTOMAÇÃO E CONTROLE
Dezembro de 2006
PAULO CESAR BONON
Monografia
apresentada
junto
à
Universidade São Francisco – USF como
parte dos requisitos para a aprovação na
disciplina Trabalho de Conclusão de Curso.
Área de concentração: Saneamento
Orientador: Prof. Dr. ALBERTO FRANCATO
Itatiba SP, Brasil
Dezembro de 2006
ii
“Um pouco de ciência afasta-nos de Deus; muita ciência nos leva a Ele”.
Joubert
iii
A minha mãe Euza.
iv
AGRADECIMENTOS
Ao concluir este trabalho, meus agradecimentos aos professores Júlio Soriano e
Alberto Francato pela orientação, compreensão e respeito aos meus limites.
Em especial, a Luciana Arantes de Andrade pelo incentivo e motivo maior pelo
meu retorno a universidade.
v
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ..........................................................................................
vii
LISTA DE TABELA............................................................................................
viii
LISTA DE FORMULAS......................................................................................
ix
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS.......................................................
x
RESUMO............................................................................................................
xi
PALAVRAS-CHAVE...........................................................................................
xi
1 INTRODUÇÃO................................................................................................
1
1.1 Objetivo........................................................................................................
2
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA...........................................................................
3
2.1 Avaliação de perdas...................................................................................
3
2.1.1 Perdas por parte do processo................................................................
4
2.1.2 Subdivisão do sistema de abastecimento de água..............................
4
2.1.3 Origem e magnitude das perdas físicas por subsistema.....................
5
2.1.4 Perdas na captação/adução de água bruta...........................................
5
2.1.5 Perdas no tratamento..............................................................................
6
2.1.6 Perdas na reservação..............................................................................
7
2.1.7 Perdas na adução de água tratada.........................................................
7
2.1.8 Perdas na distribuição.............................................................................
8
2.2 Indicadores básicos de desempenho.......................................................
13
2.2.1Índice de perda na distribuição (IPD) ou água não contabilizada
(ACN)..................................................................................................................
13
2.2.2 Índice de perda de faturamento (ipf) ou água não faturada (anf)........
14
2.2.3 Índice linear bruto de perda (ibl)............................................................
14
2.2.4 Índice de perde por ligação (ipl).............................................................
15
2.2.5 A vazão mínima noturna..........................................................................
18
3 METODOLOGIA..............................................................................................
20
vi
4 RESULTADOS................................................................................................
25
4.1 Diminuição das perdas no sistema de abastecimento............................
30
5 CONCLUSÕES................................................................................................
35
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...............................................................
36
vii
LISTA DE FIGURAS
2.1 Vazamentos na rede de distribuição.......................................................
10
2.2 Vazamentos na ligação predial................................................................
11
2.3 Relação do índice de vazamento com a pressão...................................
18
2.4 Componentes de vazão mínima noturna.................................................
19
3.1 Esquema simplificado do sistema de recalque de água.......................
21
3.2 Características de controle do sistema hidráulico.................................
22
3.3 Válvula tipo “anti-slam” instalada junto ao by-pass do reservatório...
23
3.4 Sensor de pressão instalado na saída do reservatório.........................
23
3.5 Indicador e transmissor de sinal 4-20mA proporcional a pessão........
24
3.6 Inversor de freqüência para acionamento do motor da bomba de
recalque............................................................................................................. 24
4.1 Comparação do consumo de energia elétrica da ETA...........................
26
4.2 Características da bomba de recalque KSB ETA 150-50.......................
28
4.3 Vazão aduzida pelo “by-pass” antes (28/02/2000) e depois
(25/02/2002) da setorização da rede de distribuição de água......................
29
4.4 Pressão no “by-pass” antes (28/02/2000) e depois (25/02/2002) da
setorização da rede de distribuição de água................................................. 30
4.5 Gráfico de pressão.....................................................................................
31
4.6 Gráfico de pressão e vazão.......................................................................
32
4.7 Gráfico de volumes....................................................................................
33
4.8 Gráfico de volumes 2.................................................................................
33
viii
LISTA DE TABELAS
2.1 Perdas física por subsistema, origem e magnitude...............................
5
4.1 Comparação do consumo de energia elétrica da ETA...........................
26
ix
LISTA DE FÓRMULAS
2.1 Índices de perdas na distribuição............................................................
14
2.2 Índices de perdas de faturamento...........................................................
14
2.3 Índice linear bruto de perdas....................................................................
15
2.4 Índices de perdas por ligação..................................................................
15
2.5 Relação entre pressão e vazão................................................................
17
4.1 Altura manométrica...................................................................................
27
4.2 Potencia requerida....................................................................................
28
4.3 Número de habitantes atendidos.............................................................
34
x
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
Letras romanas:
W: Watt
Hz: Hertz
Abreviaturas:
mca: Metro de coluna d’água
cv: Cavalo vapor
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas
ETA: Estação de tratamento de Água
IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
RPM: Rotação por minuto
xi
RESUMO
Este trabalho visa o estudo da redução de perdas físicas de água em um sistema
de distribuição localizado na cidade de Valinhos-SP. Para diminuição de tais
perdas utilizou-se um sistema de bombeamento para controle de pressão na rede
de abastecimento equipado com um inversor de freqüência, um manômetro digital
e um controlador lógico programável com referência horária. No estudo, o inversor
foi programado com dois pontos de referência: um para 30 mca e outro para 15
mca. Estes dois pontos foram acionados pelo programador horário, que das
11:00h as 5:00h assumia a referência de 15 mca e das 5:00 as 22:00h a
referência era de 30 mca. O controle da pressão foi feito pelo manômetro digital
que enviava sinal de 4 a 20 mA para o inversor e este diminuía ou aumentava a
rotação da bomba procurando sempre o ponto de operação, variando a vazão e
mantendo a pressão constante. Dos resultados, conclui-se que o controle de
pressão na rede de distribuição, principalmente nos horários de baixo consumo, é
bastante eficaz na diminuição das perdas físicas em sistemas de abastecimento
de água. Demonstrou-se neste trabalho que com uma redução de pressão da
ordem de 15 mca, no período de baixo consumo, obteve-se uma redução de
perdas da ordem de 6,16%.
PALAVRAS-CHAVE: Redução de perdas físicas, Instalação de bombeamento,
Distribuição de água.
1
1 INTRODUÇÃO
Através dos séculos, os diferentes usos da água pelo homem aumentaram
excessivamente, resultando em degradação ambiental e poluição. A deterioração
das fontes de água está relacionada com o crescimento e a diversificação de
atividades agrícolas, aumento da urbanização e intensificação de atividades
humanas nas bacias hidrográficas. O uso intenso sem os devidos cuidados, coloca
em risco a disponibilidade deste precioso recurso e gera problemas de escassez em
muitas regiões do país e no mundo. A água existe, porém encontra-se cada vez
mais comprometida em função do mau uso e da gestão inadequada deste recurso.
O Brasil concentra em torno de 12% da água doce do planeta, Essa água, no
entanto, encontra-se distribuída de forma irregular em nosso território e as grandes
reservas não coincidem geograficamente com as grandes cidades onde se
concentra grande parte da população. Aliam-se a este fato, as formas de utilização e
má gestão da água, em especial nas regiões densamente urbanizadas, com
conseqüências graves sobre a qualidade e que resulta em perda de disponibilidade
deste recurso em condições adequadas para o abastecimento a população.
Comparando os dados de 1989 com os de 2000 do INSTITUTO BRASILEIRO DE
GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA -IBGE, é possível verificar que o volume de água
distribuída aumentou, passando de 200 litros para 260 litros habitantes/dia. O
numero de estações de tratamento de água também aumentou, porém não em
suficiente para atender a toda população. Este dado pode ser verificado pelo
aumento de água distribuída sem tratamento, que passou de 3,9% em 1989, para
7,2% em 2000. Esse aumento aconteceu em todas as regiões do país, com exceção
do Centro-Oeste, e foi mais acentuada na região Norte.
A ampliação do acesso à água devidamente tratada deve ser vista como prioridade
e sempre acompanhadas de programas de redução de perdas nas redes. Estima-se
que o desperdício de água nos sistemas públicos de abastecimento seja em média
40% do volume ofertado. (SNIS, 2004) Para a redução dessas perdas são
necessários programas que envolvam fiscalização de ligações clandestinas,
substituição de redes velhas, manutenção de hidrômetros, pesquisas de
2
vazamentos, redução de pressão nas redes de abastecimento, entre outros
inúmeros procedimentos.
Além das medidas estruturais para minimizar as perdas nas redes, é necessária a
fiscalização de usos e da ocupação nas áreas de mananciais, de forma a evitar a
degradação das fontes de água, juntamente com campanhas de esclarecimentos a
população sobre o adequado uso deste importante recurso natural.
1.1 Objetivo
O presente trabalho terá como objetivo o estudo de redução de perdas físicas de
água em um sistema de abastecimento com a implementação de tecnologia de
controle e automação. Em segundo plano apresentam-se os conceitos fundamentais
sobre perdas em um sistema de abastecimento público de água, com ênfase na
redução de pressão.
3
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Avaliação das Perdas
A estimativa das perdas de água em um sistema de abastecimento de acordo com a
COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO DO ESTADO DE SÃO PAULO SABESP (1999), se dá por meio da comparação entre o volume de água transferido
de um ponto do sistema e o volume de água recebido em um ou mais pontos do
sistema, situados na área de influência do ponto de transferência.
As perdas físicas são representadas pelas águas que efetivamente não chegam ao
consumidor, em função de vazamentos nos ramais prediais, nas redes de
distribuição e nos reservatórios e etc., os vazamentos podem ser visíveis ou não
visíveis.
As perdas não físicas são aquelas decorrentes de imprecisão da medição nos
hidrômetros, fraudes, ligações clandestinas e falhas no cadastramento da
companhia. Nestes casos, de alguma forma a água é consumida, mas não é
medida, acarretando perda de faturamento.
A identificação e separação das perdas físicas de água das não físicas são
tecnicamente possíveis mediante pesquisa de campo, utilizando a metodologia da
análise de histograma de consumo das vazões macromedidas. Nesse caso, a oferta
noturna estabilizada durante a madrugada, abatendo-se os consumos noturnos
contínuos por parte de determinados tipos de usuários do serviço como fábricas,
hospitais e outros, representa em sua quase totalidade a perda física no período
pesquisado, decorrente de vazamentos na rede ou ramais prediais. A perda não
física será a diferença entre a perda total de água na distribuição, isto é água não
contabilizada e a perda física levantada.
Em sistemas de abastecimento de água em que o índice de micromedição aproximese de 100%, as ligações clandestinas tenham pouca importância, exista eficaz
programação permanente de adequação e manutenção preventiva de hidrômetros e
combate às fraudes nos micromedidores e ramais clandestinos, as perdas
mensuráveis tendem a refletir as perdas físicas de água.
Em relação às perdas físicas na rede distribuidora, nos ramais prediais registra-se a
maior quantidade de ocorrências de vazamentos. Isso nem sempre significa, porém,
4
que esta seja a maior perda em termos de volume. As maiores perdas físicas na
distribuição, em volume, ocorrem por extravasamento de reservatórios ou em
vazamentos nas adutoras de água tratada e nas tubulações da rede de distribuição.
2.1.1 Perdas por Parte do Processo
No sistema de abastecimento, segundo o relatório do PROGRAMA NACINAL DE
COMBATE AO DESPEDICIO DE ÁGUA - PNCDA (1999), as perdas de água
deverão ser avaliadas levando-se em consideração os subsistemas integrantes do
processo de produção, no que se refere à comparação das quantidades de matériaprima, neste caso água bruta com o produto final, e distribuição, no que tange ao
produto água tratada ofertada.
A redução das perdas físicas permite diminuir os custos de operação e manutenção
do sistema, e aperfeiçoar a utilização das instalações existentes, propiciando o
aumento da oferta de água tratada sem que haja expansão do sistema produtor.
2.1.2 Subdivisão do sistema de abastecimento de água
As causas e a magnitude das perdas, assim como a natureza das ações para seu
controle, podem ser sensivelmente diferentes nos diversos componentes de um
sistema de abastecimento de água. É desejável que o controle de perdas seja feito
por subsistema. Pode-se dividir o programa de controle nos seguintes subsistemas;
Adução de Água Bruta que compreende a captação e adução de água bruta;
Tratamento ou unidade de tratamento simplificado; Reservação; Adução de Água
Tratada que consiste nas adutoras e subadutoras de água tratada e instalações de
recalque; e distribuição que consiste na rede de distribuição de água tratada e
ramais prediais.
Essa subdivisão facilita o diagnóstico das perdas no sistema de abastecimento e a
orientação para ações preventivas e corretivas. Por exemplo, as perdas nas ETA
ocorrem de forma concentrada e, mesmo que sejam pequenas percentualmente, em
termos de vazão podem ser significativas, podendo propiciar retornos rápidos com
simples melhorias operacionais ou reparos estruturais. No caso das perdas no
subsistema de reservação, o mesmo fato pode ocorrer, implicando também em ações
corretivas de caráter localizado. Já no caso da distribuição, que inclui os ramais
prediais, as perdas, muitas vezes elevadas, estão dispersas.
5
2.1.3 Origem e Magnitude das Perdas Físicas por Subsistema
As origens e magnitudes das perdas físicas por subsistema podem ser
representadas esquematicamente, conforme Tab. 2.1.
TABELA 2.1 - Perdas Físicas por Subsistema: Origem e Magnitude
SUBSISTEMA
PERDAS
FÍSICAS
Adução de
Água Bruta
Tratamento
Reservação
ORIGEM
Vazamentos nas
tubulações
Limpeza do poço de
sucção
Vazamentos
estruturais
Lavagem de filtros
Descarga de lodo
Vazamentos
estruturais
Extravasamentos
Limpeza
Vazamentos nas
tubulações
Adução de
Água Tratada Limpeza do poço de
sucção
Descargas
Vazamentos na rede
Distribuição
Vazamentos em
ramais
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
Descargas
FONTE – PNCDA (1999)
2.1.4 Perdas na captação/adução de água bruta
As perdas físicas na captação e na adução de água bruta correspondem à água
utilizada para a limpeza geral, incluindo o poço de sucção, sendo em geral pequena
em função das características hidráulicas do projeto e da qualidade da água bruta.
Os componentes que merecem mais atenção são os vazamentos na adução, função
do estado da tubulação e do material utilizado; sua idade; pressão; adequada
execução da obra; elementos de proteção contra golpes e conseqüentes
rompimentos em casos de interrupção do fornecimento de energia.
6
Trata-se de um componente crítico do sistema de abastecimento, merecendo
especial atenção no que diz respeito à manutenção sistemática de caráter
preventivo. Ressalte-se que as manutenções preventivas, elétricas ou hidráulicas,
como o conserto da tubulação obstruída por incrustações ou reparos de
vazamentos, muitas vezes não são feitas ou são adiadas para se evitar o desgaste
político junto à população, pois paradas no sistema produtor provocam interrupções
no fornecimento de água por muitas horas. Tal procedimento, no entanto, acaba
comprometendo o funcionamento do sistema, aumentando muitas vezes as perdas
de carga e o consumo de energia, bem como as perdas e os riscos de interrupções
mais demoradas por falhas e rompimentos.
A magnitude das perdas na adução de água bruta é variável, função do estado das
instalações e das práticas operacionais e de manutenção preventiva, sendo
normalmente pouco expressivas no contexto geral, a não ser em adutoras de grande
extensão e/ou deterioradas.
2.1.5 Perdas no tratamento
A principal característica segundo PNCDA (1999) das perdas físicas nas ETA é que,
mesmo que sejam percentualmente pequenas, em termos de vazão são
significativas.
Deve-se lembrar que partes das vazões retidas nas ETA são inerentes ao processo
de tratamento, não sendo possível eliminá-las totalmente, mas sim reduzi-las até o
ponto em que se eliminem os desperdícios.
A recuperação da qualidade da água de lavagem mediante tratamento de lodo é
benéfica ao meio ambiente e indiretamente à conservação da água, mesmo que não
haja reciclagem para abastecimento público. O lançamento de efluentes tratados
representa do ponto de vista dos recursos hídricos, uma ação conservacionista, no
que diz respeito às disponibilidades de água bruta no sistema hídrico.
As perdas na ETA podem estar associadas ao processo ou a vazamentos.
As perdas por vazamentos podem se dar, entre outros motivos, por falhas na
estrutura, trincas etc., na impermeabilização e na estanqueidade insuficiente de
comportas.
7
As perdas de processo correspondem às águas descartadas na lavagem e limpeza
de floculadores, decantadores, filtros e nas descargas de lodo, em quantidade
excedente à estritamente necessária para a correta operação da ETA.
A magnitude das perdas é significativa, podendo variar entre 2% e 10%, função do
estado das instalações e da eficiência operacional.
Assim sendo, melhorias operacionais ou reparos estruturais podem propiciar
retornos rápidos em termos de redução de perdas e de custos de produção.
2.1.6 Perdas na reservação
Podem ter origem em procedimentos operacionais, por exemplo, na limpeza
programada de reservatórios; em operações inadequadas, erro na determinação do
volume dos reservatórios provocando extravasamentos; ou, ainda, em deficiências
estruturais da obra, como trincas ou impermeabilização mal-feita.
No caso de extravasamentos, a introdução de alarmes ou controle automático de
níveis e vazões pode corrigir esse problema operacional, desligando os sistemas de
recalque.
No caso de deficiências estruturais, a correção do problema passa pela avaliação
econômica e de retorno do investimento.
A magnitude das perdas em reservatórios é variável, função do estado das
instalações e da eficiência operacional, mas, em geral, tem pouca importância no
contexto geral do sistema.
No entanto, sob o aspecto de recuperação de perdas, não se deve menosprezá-las,
devendo-se ter a perspectiva de que se trata de um trabalho permanente, no qual os
resultados positivos são frutos da somatória de pequenos sucessos.
2.1.7 Perdas na adução de água tratada
São as perdas por vazamentos e rompimentos nas tubulações das adutoras e
subadutoras, que transportam vazões elevadas para serem distribuídas pela rede de
distribuição.
Outra forma de perda física segundo PNCDA (1999) na adução de água tratada é o
caso das descargas, seja para esvaziar a tubulação para reparos, seja para
melhorar a qualidade da água. Nesses casos, apenas serão consideradas perdidas
8
em sentido estrito as vazões excedentes ao necessário para a correta operação do
sistema.
No caso de vazamentos e pelo fato das vazões veiculadas serem elevadas, estes
são geralmente localizados e prontamente reparados. Ressalta-se que se tais
rompimentos não forem detectados e controlados em curto prazo, grandes danos
materiais podem ocorrer decorrentes de seu alto poder erosivo e destrutivo.
A manutenção preventiva e a adoção de procedimentos operacionais e treinamento
de pessoal para a realização de manobras adequadas é vital para que se evitem
rompimentos causados por aumentos súbitos de pressão, que podem ocorrer em
cascata, refletindo-se por meio de múltiplos rompimentos, principalmente nas redes
de distribuição.
A falta de instalação ou manutenção de ventosas pode ser um importante fator que
propicia a ocorrência de transientes de pressão e conseqüente rompimento de
adutoras, devendo merecer especial atenção.
Em sistemas pressurizados por bombeamento, também se deve prestar especial
atenção à instalação de elementos aliviadores de pressões, em casos de paradas de
funcionamento da bomba.
A magnitude das perdas pode variar significativamente, função do estado das
tubulações, das pressões e da eficiência operacional.
2.1.8 Perdas na distribuição
São as perdas decorrentes de vazamentos na rede de distribuição e nos ramais
prediais e de descargas.
As perdas físicas que ocorrem nas redes de distribuição, incluindo os ramais
prediais, são muitas vezes elevadas, mas estão dispersas, fazendo com que as
ações corretivas sejam complexas, onerosas e de retorno duvidoso, se não forem
realizadas com critérios e controles técnicos rígidos. Nesse sentido, é necessário
que operações de controle de perdas sejam precedidas por criteriosa análise técnica
e econômica.
Nesse caso também, se encaixam as perdas decorrentes de descargas para
melhoria da qualidade da água ou esvaziamento da tubulação para reparos.
9
A magnitude das perdas será tanto mais significativa quanto pior for o estado das
tubulações, principalmente nos casos de pressões elevadas.
As experiências de técnicos do ramo indicam que a maior quantidade de ocorrências
de vazamentos está nos ramais prediais. Em termos de volume perdido, a maior
incidência é nas tubulações da rede distribuidora.
As figs 2.1 e 2.2 a seguir, ilustram os pontos onde geralmente ocorrem vazamentos
nas redes e ramais prediais, respectivamente.
O uso de materiais adequados, associados à execução da obra com pessoal
treinado e equipado com ferramentas compatíveis com os materiais utilizados,
incluindo a realização de testes de estanqueidade, são pré-requisitos para a
existência de baixos níveis de perdas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENSAIOS
NÃO DESTRUTÍVEIS-ABENDE (2002).
10
Registro
s
0,2%
Tubos rachados
2,3%
Tubos partidos
13,6%
Anéis
Tubos
perfurados
12,9%
1,1%
União
simples
1,1%
Juntas
0,9 %
Hidrante
s
1,7%
12,90%
13,60%
2,30%
s
re
gi
st
ro
ra
ch
ad
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1,10% 1,10%
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16,00%
14,00%
12,00%
10,00%
8,00%
6,00%
4,00%
2,00%
0,00%
FIGURA 2.1 – Vazamentos na rede de distribuição.
FONTE – ABENDE (2002, p.22)
11
Rosca quebrada
Rosca folgada
Ferrule defeituoso 0,8%
Colar de tomada
folgado 4,1%
Rosca
partida
19,2%
Tubo perfurado
Registro defeituoso
Niple quebrado
0,4%
fe
rru
le
co
la
r
r
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rô
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a
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gi
st
ro
30,00%
24,70%
25,00%
19,20%
20,00%
12,90%
15,00%
7,20%
10,00%
4,10%
2,10%
5,00% 0,80%
1,20%
1,00%
0,40%
0,00%
FIGURA 2.2 - Vazamentos na ligação predial.
FONTE – ABENDE (2002, p.23)
12
Segundo BÁGGIO (2001) na formação de um indicador de desempenho, são
consideradas informações-chave aquelas que compõem diretamente o indicador,
sem as quais este não pode ser definido. São considerados indicadores de controle
ou confiabilidade aqueles que permitem avaliar a confiabilidade das informaçõeschave, mas que não figuram diretamente na composição do indicador estudado.
As informações-chave que como o volume utilizado envolve múltiplos indicadores de
controle e confiabilidade, dificilmente serão, na prática, correspondidas por todos os
controles indicados. Mas a existência ou não desses controles, e em que nível de
conhecimento, dará subsídios para aferir a confiabilidade da informação-chave, em
uma escala objetiva.
Nesta seção são sugeridas, respectivamente, as informações - chave e os
indicadores de controle e confiabilidade que compõem o elenco mínimo de
informações técnicas e gerenciais necessárias para se obter indicadores básicos de
perdas nos sistemas de abastecimento de água.
São informações-chave: Volume disponibilizado (VD) soma algébrica dos volumes
produzidos, exportado e importado, disponibilizados para distribuição no sistema de
abastecimento considerado; Volume produzido (VP) volumes efluentes da(s) ETA
ou unidade(s) de tratamento simplificado no sistema de abastecimento considerado;
Volume importado (VIm) volumes de água potável, com qualidade para pronta
distribuição, recebidos de outras áreas de serviço e/ou de outros agentes
produtores; e Volume exportado (VEx) volumes de água potável, com qualidade
para pronta distribuição, transferidos para outras áreas de serviço e/ou para outros
agentes distribuidores; Volume utilizado (VU) soma dos volumes micromedido,
estimado, recuperado, operacional e especial: Volume micromedido (Vm) volumes
registrados nas ligações providas de medidores; Volume estimado (VE)
correspondente à projeção de consumo a partir dos volumes micromedidos em
áreas com as mesmas características da estimada, para as mesmas categorias de
usuários; Volume recuperado (VR) correspondente à neutralização de ligações
clandestinas e fraudes; Volume operacional (VO) volumes utilizados em testes de
estanqueidade e desinfecção das redes (adutoras, subadutoras e distribuição); e
Volume especial (VEs) volumes (preferencialmente medidos) destinados para
corpo de bombeiros, caminhões-pipa, suprimentos sociais (favelas, chafarizes) e uso
próprio nas edificações do prestador de serviços; Volume faturado (VF) todos os
13
volumes de água medida, presumida, estimada, contratada, mínima ou informada,
faturados pelo sistema comercial do prestador de serviços; Número de ligações
ativas (LA) providas ou não de hidrômetro, correspondem à quantidade de ligações
que contribuem para o faturamento mensal; Número de ligações ativas
micromedidas (Lm) ligações ativas providas de medidores; Extensão parcial da
rede (EP) extensão de adutoras, subadutoras e redes de distribuição, não
contabilizados os ramais prediais; Extensão total da rede (ET) extensão total de
adutoras, subadutoras, redes de distribuição e ramais prediais; e Número de dias
(ND) quantidade de dias correspondente aos volumes trabalhados.
Volume faturado (VF) todos os volumes de água medida, presumida, estimada,
contratada, mínima ou informada, faturados pelo sistema comercial do prestador de
serviços; Número de ligações ativas (LA) providas ou não de hidrômetro,
correspondem à quantidade de ligações que contribuem para o faturamento mensal;
Número de ligações ativas micromedidas (Lm) ligações ativas providas de
medidores; Extensão parcial da rede (EP) extensão de adutoras, subadutoras e
redes de distribuição, não contabilizados os ramais prediais; Extensão total da rede
(ET) extensão total de adutoras, subadutoras, redes de distribuição e ramais
prediais; e Número de dias (ND) quantidade de dias correspondentes aos volumes
trabalhados.
2.2 Indicadores básicos de desempenho
No relatório PNCDA-A2 (1999) são determinados em diferentes níveis os seguintes
indicadores básicos: Índice de Perda na Distribuição (IPD) ou Água Não
Contabilizada (ANC); Índice de Perda de Faturamento (IPF) ou Água Não Faturada
(ANF); Índice Linear Bruto de Perda (ILB); e Índice de Perda por Ligação (IPL).
2.2.1 Índice de Perda na Distribuição (IPD) ou Água Não Contabilizada (ANC)
Relaciona o volume disponibilizado ao volume utilizado. A água que é
disponibilizada e não utilizada constitui umas parcelas não contabilizadas, que
incorpora o conjunto das perdas físicas e não físicas no subsistema. Enquanto isso
não acontece, os valores obtidos mesmo para os casos de serviços com 100% de
macro e micromedição incorporam-se perdas não físicas, diferentemente de alguns
indicadores análogos estrangeiros, que só consideram as perdas físicas mostradas
na Eq. 2.1.
14
IPD = (VD – VU / VD) x 100
(2.1)
Onde:
VD é o volume disponível.
VU é o volume utilizado
2.2.2 Índice de perda de faturamento (ipf) ou água não faturada (anf)
Expressa a relação entre volume disponibilizado e volume faturado. É claramente
uma composição de perdas físicas e não físicas que, além daquelas atribuídas a
desvios de medição, incorporam volumes utilizados não cobrados, como o volume
especial e o volume operacional, este indicador sempre estará expressando uma
parcela de volumes que não são fisicamente perdidos representada na Eq. 2.2
IPF = (VD - VF / VD) x 100
(2.2)
Onde:
VD é o volume disponível.
VF é o volume faturado.
2.2.3 Índice linear bruto de perda (ilb)
Relaciona a diferença entre volume disponibilizado e volume utilizado à extensão
parcial da rede. É um indicador válido para a comparação de desempenho entre
serviços, desde que envolva fatores de confiabilidade compatíveis. A perda expressa
nesse indicador incorpora perdas físicas e não físicas, uma vez que não se
controlam os desvios sistemáticos de medição. Ao se aplicar como denominador a
extensão parcial das redes de adução, subadução e distribuição - pois não foram
incluídos os ramais prediais -, obtém-se um valor mais conservador do que o índice
linear de perdas geralmente calculado no exterior, que incorpora as extensões de
ramais prediais à rede. As diferenças tendem a ser muito grande, uma vez que as
extensões dos ramais prediais, somadas, podem ser maiores que a magnitude da
soma das adutoras, subadutoras e rede de distribuição. Outro agravante com
respeito aos indicadores estrangeiros deve-se à incorporação de perdas não físicas
no numerador. Por isso, recomenda-se extrema cautela na divulgação desse
indicador, com expressa advertência quanto a não ser comparável aos índices
lineares de perdas físicas estrangeiras, representada na Eq. 2.3.
15
ILB = VD – VU / EP x ND
(2.3)
onde:
VD é o volume disponível,
VU é volume utilizado,
EP é a extensão parcial de rede
ND é o numero de dias.
2.2.4 Índice de perda por ligação (ipl)
Como o anterior, é também um indicador volumétrico de desempenho, mais preciso
que os percentuais. Relaciona a diferença entre volume disponibilizado e volume
utilizado ao número de ligações ativas. As magnitudes obtidas na apuração desse
indicador serão próximas às que seriam obtidas em indicadores análogos usados no
exterior, a não ser pelo fato de que a diferença entre volume disponibilizado e
volume utilizado expressa ainda uma parcela não desprezível de perdas não físicas.
Por isso, ainda que com menos distorções que o Índice Linear Bruto de Perda (ILB),
este também não deve ser utilizado na comparação com serviços estrangeiros sobre
os quais se expressam apenas as perdas físicas representada na Eq.2.4.
IPL = VD – VU / LA x ND
(2.4)
onde:
VD é o volume disponível,
VU é o volume utilizado,
ND é o numero de dias,
LA é o numero de ligações ativas.
Segundo PNCDA-D1 (2000) a diminuição das perdas físicas segundo de água com a
redução das pressões de operação da rede de distribuição é um fenômeno
conhecido há muito tempo pelas companhias de saneamento e distribuição de água.
O efetivo controle de perdas físicas é feito através de quatro atividades
complementares, gerenciamento de pressão; controle ativo de vazamentos;
velocidade e qualidade dos reparos; e gerenciamento da infra-estrutura.
O gerenciamento de pressões procura minimizar as pressões do sistema e a faixa
de duração de pressões máximas, enquanto assegura os padrões mínimos de
16
serviço para os consumidores. Estes objetivos duais são atingidos pelo projeto
específico
e
setorização
dos
sistemas de
distribuição,
pelo
controle
de
bombeamento direto na rede ou pela introdução de válvulas redutoras de pressão.
O controle ativo de vazamentos se opõe ao controle passivo, que é, basicamente, a
atividade de reparar os vazamentos apenas quando se tornam visíveis. A
metodologia mais utilizada no controle ativo de vazamentos é a pesquisa de
vazamentos não visíveis, realizada através da escuta dos vazamentos por geofones
mecânicos ou eletrônicos e correlacionadores. Essa atividade reduz o tempo de
vazamento, ou seja, quanto maior for a freqüência da pesquisa, maior será a taxa de
vazão anual recuperada. Uma análise de custo-benefício pode definir a melhor
freqüência de pesquisa a ser realizada em cada área.
Desde o conhecimento da existência de um vazamento, o tempo gasto para sua
efetiva localização e seu estancamento é um ponto chave do gerenciamento de
perdas físicas. Entretanto é importante assegurar que o reparo seja bem realizado.
Uma qualidade ruim do serviço irá fazer com que haja uma reincidência do
vazamento horas ou dias após a repressurização da rede de distribuição.
A prática das três atividades mencionadas anteriormente já traz melhorias à infraestrutura. Portanto, a substituição de trechos de rede só deve ser realizada quando,
após a realização das outras atividades, ainda se detectar índices de perdas
elevados na área, pois o custo da substituição é muito oneroso.
O controle de pressão possibilita reduzir o volume perdido em vazamentos
economizando recursos de água e custos associados; reduz a freqüência de
arrebentamentos de tubulações e conseqüentes danos que têm reparos onerosos,
minimiza também as interrupções de fornecimento e os perigos causados ao público
usuário de ruas e estradas; distribuição de água com pressões mais estabilizadas ao
consumidor diminui as ocorrências de danos às instalações internas dos usuários
até a caixa d’água, tubulações, registros e bóias; reduz os consumos relacionados
com a pressão da rede, como por exemplo, a rega de jardins.
Segundo ABENDE (2002) novas pesquisas foram desenvolvidas e novos conceitos
empíricos estabelecidos, de modo a tornar mais precisa a estimativa de diminuição
ou aumento das vazões noturnas com a pressão, bem como possibilitar uma melhor
análise dos benefícios advindos do controle de pressão.
17
Verificou-se que tubos de materiais plásticos têm uma deformação na área de
escape do fluído (furo ou trinca), com o aumento da pressão. Havendo aumento da
área, conseqüentemente há um aumento do volume do vazamento.
Os resultados experimentais têm chegado à relação entre pressão e vazão da na
ordem representada na Eq. 2.5.
Q2 = Q1 * (P2/P1)n
(2.5)
onde:
Q1 = vazão inicial;
Q2 = vazão após redução de pressão;
n = 0,5 para furos em tubos rígidos;
n = 2,5 para furos em tubos flexíveis; e
P2 = pressão após redução;
P1 = pressão antes da redução;
n = 1,15 na média geral da rede de distribuição.
Nas condições gerais da rede de distribuição, então, uma diminuição de 10% na
pressão implica em uma redução de 11,5% nas vazões dos vazamentos
(aproximadamente pode-se dizer que a vazão aumenta ou diminui linearmente com
a pressão).
18
FIGURA 2.3 - Relação do índice de vazamento com a pressão
FONTE – PNCDA (1999, p.37)
2.2.5 A Vazão Mínima Noturna
A vazão mínima noturna é outro indicador da ocorrência de vazamentos no sistema,
pois a proporção dos vazamentos em relação ao consumo legítimo (residenciais e
não-residenciais) é maior. Ela geralmente ocorre no período entre 3 e 4 horas da
madrugada. Seus componentes estão definidos na Fig. 2.4.
19
FIGURA 2.4 - Componentes da Vazão Mínima Noturna
FONTE – PNCDA (1999, p.42)
20
3 METODOLOGIA
O reservatório elevado R-5 (Castelo) como é conhecido na cidade de Valinhos, é um
marco do desenvolvimento da cidade, foi construído em 1960 como parte da
implantação do sistema de abastecimento da água. Atualmente, o bairro onde foi
construído tem o nome de Castelo devido ao reservatório, que pode ser visto de
diversos locais da cidade. Além da importância histórica, obviamente, é parte
fundamental do sistema de distribuição de água para aproximadamente 35.000
pessoas.
O reservatório elevado R-5 possui volume útil de 400.000 litros e altura máxima 37 m
da laje de cobertura. É abastecido por uma adutora de 250 mm de diâmetro com
extensão de 460m. A principal bomba de recalque de água tratada tem potência de
300cv.
Inicialmente foram instaladas três válvulas ventosas tipo “anti-slam” sendo uma junto
ao reservatório, e duas outras posicionadas estrategicamente em pontos elevados
da principal sub-adutora do sistema de distribuição.
Em seguida, fez-se o “by-pass” no reservatório, ou seja, interligou-se a tubulação de
entrada e saída, mantendo-o fechado. Para instalação destes acessórios hidráulicos,
foram utilizadas juntas tripartidas com derivação à flange. A conexão foi feita em
carga utilizando-se perfurador com broca de diâmetro compatível com a tubulação
existente. Tal procedimento foi de extrema importância, pois, permitiu a execução
dos serviços sem interrupção do abastecimento de água.
Concluída esta etapa, foi instalado na saída do reservatório, um manômetro
eletrônico digital com saída analógica de sinal 4 a 20 mA, proporcional à pressão
atuante no sistema, que foi interligado por intermédio de cabo blindado ao indicador
e retransmissor de sinal instalado na casa de bombas.
A distância entre o reservatório e a casa de bombas é de 460m. Para controle da
pressão do sistema de distribuição, foi instalado um inversor de freqüência
comandado pelo manômetro digital, para manter a pressão praticamente constante
variando-se a rotação da bomba de recalque em função da pressão atuante no
sistema de distribuição.
21
A Fig. 3.1 mostra de forma esquemática a concepção dos sistemas de controle
proposto. Posteriormente, concluídas as instalações hidráulicas e elétricas, e aberto
o “by-pass”, foi necessário apenas uma parada no abastecimento para ajustes e
parametrização do inversor de freqüência. Todavia, tal procedimento foi realizado
durante a madrugada quando o consumo de água foi baixo, não causando, portanto,
transtornos aos consumidores.
Foram Procedidos os testes e monitoramento local do desempenho da bomba, e
medidos os principais parâmetros tais como tensão de alimentação e corrente do
motor, pressão na saída da bomba, no reservatório, nos pontos mais altos e baixos
do sistema e vazão de recalque lida por macromedidor.
Para segurança da operação, foi instalado um manômetro analógico com
pressostato que foi calibrado para atuar desligando o sinal do sensor de pressão
quando, por qualquer anomalia na instalação, a pressão atingisse o valor máximo de
37 mca na saída do reservatório, o que corresponderia ao seu nível máximo de
operação.
Figura 3.1 - Esquema simplificado do sistema de controle de recalque de água
22
A Fig. 3.2 apresenta a conceituação básica do sistema de controle aplicada no
presente trabalho. Nota-se que, com o controle de vazão por intermédio da variação
da rotação (pela variação da freqüência de alimentação do motor), impõem-se
apenas a pressão necessária para escoar a vazão de demanda, ou seja, quando a
demanda é máxima, a vazão de recalque da bomba deve ser alta. Por outro lado,
quando a demanda é mínima, a vazão deve ser aquela que equivale à demanda.
Figura – 3.2 Características de controle do sistema hidráulico
FONTE – KSB, manual técnico 1150.OB/3 (1984)
Desta forma, fixou-se a pressão em determinado ponto do sistema distribuidor e
alterou-se a vazão de recalque da bomba operando, portanto, o sistema à pressão
constante.
A instalação do macromedidor na adutora de água mostrou-se importante, pois
permitiu o monitoramento da vazão de consumo (demanda), auxiliando os
operadores na identificação de eventuais vazamentos que podem desequilibrar o
sistema de distribuição.
23
Com a utilização do macromedidor foi possível estabelecer o perfil de consumo, e as
características operacionais do sistema de recalque, ou seja, durante os períodos de
alto e baixo consumo, quais eram a vazão de recalque, a pressão na saída do
reservatório, a freqüência de operação da bomba, etc.
Para evitar a formação de vácuo durante eventual parada no bombeamento por falta
de energia elétrica junto ao “by-pass” foi instalada uma válvula ventosa tipo “antislam” mostrada na Fig. 3.3 Para medição e monitoramento da pressão, foi instalado
o sensor com transmissão de sinal analógico 4-20mA no “by-pass” mostrado na Fig.
3.4.
Figura 3.3 – Válvula tipo “anti-slam” instalada junto ao “by-pass” do
reservatório.
Figura 3.4 – Sensor de pressão instalado na saída do reservatório.
O indicador de pressão foi instalado na casa de bombas Fig. 3.5 o qual recebia o
sinal por intermédio de cabo e o retransmitia para o inversor de freqüência
mostrado na Fig. 3.6.
24
Figura 3.5 – Indicador e retransmissor de sinal 4-20mA proporcional à pressão.
Figura 3.6 – Inversor de freqüência para acionamento do motor da bomba
Tendo em vista o desempenho do sistema controlado por inversor, e pensando
em reduzir as perdas no sistema de abastecimento foi implantado mais um
controle adicional no sistema. Como a pressão no sistema e proporcional aos
vazamentos nas tubulações de abastecimento conforme PNCDA (1999), e a noite
a pressão no sistema permanece constante com o sistema de booster e inversor,
foi instalado em conjunto com o inversor um Controlador Lógico Programável com
referencia horária. A noite em horários pré definidos o programador horário
automaticamente acionava no inversor um contato e fazia com que o inversor
assumisse outro ponto de referencia , o inversor foi programado com dois pontos
de referencia; um para 30 mca e outro para 15 mca. Estes dois pontos foram
acionados pelo programador horário, que das 11h00minh as 05h00minh assumia
a referencia de 15 mca e das 05h00min as 22h00minh a referencia era de 30
mca. O controle da pressão foi feito pelo manômetro digital que enviava sinal de 4
a 20 mA para o inversor e este diminuía ou aumentava a rotação da bomba
procurando sempre o ponto de operação, variando a vazão e matendo a pressão
constante.
25
4 RESULTADOS
Durante a etapa preliminar, verificou-se que o sistema, operado pelo manômetro
digital e inversor de freqüência, permitiu o total controle do desempenho da
bomba de recalque, sendo que a mesma passou a operar como booster
abastecendo diretamente o sistema de distribuição de água. Durante o horário de
alto consumo, a bomba operou na condição nominal, ou seja, a 60 hz e 1765 rpm,
e a pressão na saída do reservatório variou de 28 a 35mca. A vazão máxima foi
de 187 L/s.
A redução de 7 mca durante o período de alto consumo decorreu devido a uma
sobrecarga no sistema, que foi corrigida com a transferência de parte do sistema
de distribuição para outro existente na cidade (setorização). Durante o período de
baixo consumo, e principalmente, de madrugada, a bomba operou na freqüência
de 43 Hz, o que correspondeu a aproximadamente 1160 rpm, a pressão na saída
do reservatório ficou em torno de 35 mca. A vazão mínima registrada foi 40 L/s.
O controle de nível do reservatório, que antes era feito manualmente pelos
operadores da ETA, passou a ser totalmente automático. Desta forma, eventuais
extravasamentos deixaram de ocorrer, pois, o controle de nível do reservatório
dependia inteiramente da atenção do operador, que mantinha o reservatório com
nível próximo ao máximo, controlando a vazão de recalque da bomba por
intermédio de um registro acionado por atuador elétrico, que restringia a
passagem da água aumentando a perda de carga. Como a rotação da bomba era
fixa desconsiderando-se o escorregamento do motor, quando se restringia a
abertura do registro para redução da vazão, conseqüentemente, havia aumento
da pressão na saída da bomba.
Além da praticidade no controle, houve a liberação do operador para realização
de outras tarefas durante a madrugada, eliminação do risco de extravasamento
por falha humana, e ainda, redução no consumo de energia elétrica necessária ao
acionamento da bomba de recalque.
A Fig.4.1 e a Tab. 4.1 mostram a comparação de consumo de energia elétrica da
estação de tratamento de água onde está instalado o sistema de bombeamento.
26
Tabela 4.1 – Comparação dos consumos de energia elétrica ETA-1
MÊS
CONSUMO DE ENERGIA
CONSUMO DE ENERGIA
1998 (kwh x1000)
1999 (kwh x1000)
Fevereiro
108,7
110,3
Março
108,8
118,5
Abril *
111,0
116,2
Maio
106,5
91,5
Junho
110,0
96,5
Julho
105,4
83,4
Agosto
111,7
118,4
Setembro
106,3
120,0
Outubro
119,5
97,7
Novembro
104,5
127,7
Dezembro
114,8
105,5
*início da operação com sistema automático
1 4 0
1 2 0
(kwh x 1000)
1 0 0
8 0
6 0
4 0
2 0
0
fe v
m ar
ab r
m ai
ju n
ju l
ag o
s et
ou t
n ov
d ez
m e s e s
1 9 9 8
1 9 9 9
Figura – 4.1 Comparação do consumo de energia elétrica
FONTE – DAEV (1999)
27
Os períodos comparados referem-se aos anos de 1998 e 1999. O controle foi
instalado em abril de 1999.
A redução no consumo de energia elétrica pode ser notada nos meses
subseqüentes tais como maio, junho e julho, nos quais houve maior utilização do
controle, pois são meses geralmente com temperaturas mais baixas do ano, com
conseqüente redução do consumo de água. Os dados sugerem que quanto maior
for o tempo de utilização do sistema, maior será a redução do consumo de
energia elétrica, admitindo-se que seja utilizada a mesma bomba.
Com base nos resultados verificados durante a operação do sistema, são
apresentados a seguir como se deu a redução do consumo de energia elétrica
durante os períodos em a bomba de recalque operou com vazão reduzida,
quando comparada com o sistema de recalque antigo.
A bomba de recalque utilizada era de fabricação KSB modelo ETA 150-50,
1765rpm, rotor com diâmetro de 480mm, motor de acionamento de 300cv.
Para a mesma condição de consumo, ou seja, demanda equivalente a 40 L/s, a
bomba operou com rotação de 1165rpm (rotação equivalente à freqüência de
43Hz).
A altura manométrica medida para a rotação de 1165 rpm pode ser calculada de
acordo com a seguinte eq. 4.1
Hm
1
 rpm
= 
 rpm
1
0



2
× Hm
0
onde:
rpm1 = rotação nominal;
rpm2 = rotação variável;
Hm0 = altura manométrica à rotação nominal 1765rpm (60Hz) (m);
Hm1= altura manométrica à rotação 1165rpm (43Hz) (m).
A altura manométrica resultou em:
2
 1165 
Hm1 = 
 × 115 ⇒ Hm1 = 50 m
 1765 
(4.1)
28
Com os dados para esta condição operacional, pode-se calcular a potência
necessária para acionamento da bomba conforme a seguir de acordo com a
eq.4.2
N = 103 x Q x H / 75 x η
(4.2)
onde:
Q = vazão aduzida,
H = altura manométrica,
η = rendimento da bomba.
N = 0,04 x 50 x 1000 / 75 x 0,60 = 45 cv.
Figura 4.2 – Curvas características da bomba de recalque KSB ETA 150-50
29
Os dados acima evidenciam o benefício adicional com a implantação do sistema
de controle por rotação variável, que, além de ser totalmente automático, permite
economizar o consumo de energia elétrica durante os períodos de menor
demanda.
Foi feita uma adequação na setorização na área abastecida pelo booster com
vistas a adequar a vazão aduzida pela bomba de recalque à demanda,
principalmente nos horários de alto consumo. A Fig. 4.3 mostra o perfil da
demanda de água antes e depois da setorização. Verifica-se que, após a
setorização, houve, evidentemente, redução da vazão de demanda, sendo a
mesma inferior à vazão de adução da bomba de recalque. Como resultado, a
pressão na saída do reservatório, ou seja, no “by-pass”, passou a ser mais
estável, como demonstra a Fig. 4.4. Foi possível, ainda, reduzir em 7mca a
pressão atuante no sistema distribuidor o que contribuiu para economia adicional
no consumo de energia elétrica e reduzir as perdas físicas.
VAZÃO HORÁRIA DO BOOSTER (BY-PASS)
VAZÃO EM 28/02/2000
VAZÃO EM 25/02/2002
200
VAZÃO DE ADUÇÃO (L/s)
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
2
4
6
8
10
12
HORAS
14
16
18
20
22
24
Figura – 4.3 Vazão aduzida pelo “By-pass” antes (28/02/2000) e depois
(25/02/2002) da setorização da rede distribuidora de água.
FONTE – DAEV (2000)
30
PRESSÃO NO BY-PASS DO RESERVATÓRIO
PRESSÃO 28/02/2000
PRESSÃO EM 25/02/2002
PRESSÃO NO "BYPASS" DO
RESERVATÓRIO (mca)
40
35
30
25
20
15
10
0
2
4
6
8
10
12
14
HORAS
16
18
20
22
24
Figura – 4.4 Pressão no “By-pass” antes (28/02/2000) e depois (25/02/2002) da
setorização.
FONTE – DAEV (2000)
4.1 Diminuição das perdas no sistema de abastecimento
Analisando o gráfico podemos concluir que, antes da mudança a vazão no sistema
era baixa e a pressão era inversamente proporcional e permanecia alta, nos
períodos diurnos ocorria no sistema o inverso,a vazão era alta e a pressão
permanecia baixa ocasionando problemas de distribuição de água tendo em vista os
baixos níveis nos reservatórios,este efeito pode ser visto nas figs 4.5 e 4.6.
FONTE - DAEV (2002)
FIGURA 4.6 - Gráfico de pressão
31
FONTE - DAEV (2003)
FIGURA 4.6 - Gráfico de vazão e pressão
32
33
Realizada a mudança, observou-se a ocorrência do inverso do que ocorria no
sistema sem o controle horário, isto e, a pressão nos horários de alto consumo o
sistema disponibilizava pressão, e nos horários de baixo consumo o inversor altera o
ponto de operação reduzindo a pressão nas redes de abastecimento, com isso
verificou-se uma redução no volume distribuído no setor abastecido pelo booster
conforme figs 4.7 e 4.8
36,26%
40,00%
35,00%
30,00%
25,00%
20,00%
15,00%
10,00%
5,00%
0,00%
30,10%
6,16%
2002
2003
Recuperado
FIGURA 4.7 – Gráfico de volumes
FONTE - DAEV (2003)
4.000.000
3.500.000
3.459.706
3.000.000
2.500.000
2.000.000
1.500.000
1.000.000
500.000
213.117
0
Distribuido (m3)
Recuperado (m3)
FIGURA 4.8 – Gráfico de volumes 2
FONTE – DAEV (2003)
34
Os resultados do gráfico 4.8 mostram que a economia de água no sistema de
abastecimento em volume foi de 213.117 m3 no ano, tendo em vista que o volume
utilizado por uma pessoa em media é de 200 l/dia podemos chegar ao numero de
habitantes que o sistema de abastecimento pode atender sem nenhum investimento;
N=E/PxD
(4.3)
Onde:
N – numero de habitantes atendidos.
P – consumo de um habitante por dia em m3.
D – numero de dias utilizado para o calculo em um ano.
E – economia em m3 feita em um ano.
Com o cálculo chega-se ao numero de pessoas atendidas na ordem de 2.959 sem
investimentos.
35
5 CONCLUSÕES
O sistema de bombeamento utilizando-se uma tecnologia de controle baseada na
instalação de um inversor de freqüência, um manômetro digital e um controlador
lógico programável, para controle operacional da pressão na rede de abastecimento
mostrou-se eficaz, pois além de atender aos requisitos de pressão requeridos pela
norma, trouxe redução expressiva no índice de perdas física.
A redução da pressão na área abastecida pelo sistema de bombeamento no período
das 11:00h as 5:00h,fez com que os índices de perdas físicas diminuíssem 6,16%.
Portanto, conclui-se que a redução de pressão em períodos de baixo consumo de
água é altamente eficiente no controle de perdas físicas.
36
6 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENSAIOS NÃO DESTRUTÍVEIS - ABENDE.Curso
de Detecção de Vazamentos Não Visíveis de líquidos Sob Pressão em Tubulação
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BÁGGIO, Mario Augusto.Curso de Planejamento e Controle da Qualidade da
Operação de Sistemas de Abastecimento de água.São Paulo, 2001.
DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTOS DE VALINHOS - DAEV. Seção de
MIcomedição, Relatório anual de perdas – ano 2002/2003.
KSB. Bombas Hidráulicas S/A, Manual Técnico 1150. OB/3 e Curvas Características
de Bombas Centrifugas Horizontais ETA, 1984.
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Definições de Perdas nos Sistemas de Abastecimento de água – Relatório A2,1999,
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PROGRAMA NACIONAL DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ÁGUA -PNDCA –
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–
Relatório
D1,1999,
Disponível
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<www.pncda.gov.br>.acesso outubro de 2006
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Geofonamento e Locação de Rede – Conceitos e Aplicações. São Paulo, 1990.
SABESP.Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo.Curso de
Controle de Pressão Através de Válvulas Redutoras de Pressão, São Paulo, 1999.
SISTEMA NACIONAL DE INFORMAÇÃO SOBRE SANEAMENTO – SNIS 2005,
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