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Ricardo Röver Machado é engenheiro civil, com especialização em Gestão Empresarial e em

Negociação. Foi Diretor de Operações na CORSAN onde coordena o Programa Especial de Gestão de

Perdas e Sustentabilidade. É Diretor da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária.

O Controle de Pressões nas Redes de Água como Instr umento para o Combate a Desperdícios com Foco na Sustentabilidade .

Ricardo Röver Machado*

Resumo: Neste trabalho desenvolve-se o tema do controle de pressões, vinculando-o como agente fundamental no combate a desperdícios e à sustentabilidade. Após a contextualização do cenário atual, foi realizada a revisão e a apresentação de conceitos referenciados por consistente bibliografia, permitindo a apresentação dos meios e tecnologias disponíveis para controlar pressões, reduzir desperdícios e desfrutar dos benefícios econômicos e ambientais. O artigo encerra-se com a apresentação de alguns casos registrados na Companhia Riograndense de Saneamento (CORSAN) e com as conclusões respectivas, tornando claro que é fundamental o estudo dos fenômenos e o conhecimento do ferramental tecnológico disponível para a obtenção de resultados que resultem na eliminação dos desperdícios.

Palavras-chave: Perdas. Desperdício. Controle de Pressões. Sustentabilidade. Energia Elétrica.

Abstract: The main goal of this research is the theme of control pressures, linking it as the key agent in sustainability and combating waste. After contextualizing the current scenario was done the review and presentation of concepts referenced by consistent bibliography, allowing the presentation of means and technologies available to control pressures, reduce waste and enjoy the economic and environmental benefits. The article concludes with the presentation of some cases reported in Companhia Riograndense de Saneamento (CORSAN) and their conclusions, making clear that it is important to study the phenomena and have the knowledge of technology tools available for obtaining the results and elimination of waste.

Key-words: Losses. Waste. Controlpressures. Sustainability. Eletric Energy.

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1 INTRODUÇÃO

Na atualidade o tema “Sustentabilidade” tem-se constituído no foco de muitas

discussões no meio técnico. Dada a crescente consciência ambiental, cada vez mais

estimulam-se idéias e pesquisas que proporcionem uma melhor utilização dos

recursos disponíveis gerando menos resíduos, aproveitando melhor as tecnologias,

consumindo menos energia e preservando a natureza.

No Setor de Saneamento, principalmente no segmento de sistemas de

abastecimento de água ocorrem perdas significativas do seu principal insumo, as

quais são decorrentes das suas atividades de engenharia e gestão. Estas perdas

podem ser classificadas como perdas aparentes e perdas reais.

As perdas aparentes correspondem aos volumes de água consumidos, mas

não contabilizados pela companhia de saneamento, ou seja, não faturados. São

perdas decorrentes de erros na medição dos hidrômetros (por equívoco de leituras

ou falha nos equipamentos), por fraudes e ligações clandestinas, ou mesmo por

falhas no cadastro comercial.

As perdas reais correspondem a vazamentos que ocorrem em todos os

pontos do sistema implantado, desde a captação da água, tratamento,

armazenamento e distribuição refletindo-se na qualidade do serviço prestado à

população, bem como em elevados custos operacionais devido aos altos valores

dedicados à manutenção e ao consumo excedente de produtos químicos e energia

elétrica, principalmente.

Ao longo deste artigo serão abordados aspectos relacionados às pressões

hidráulicas nas redes de distribuição de água que se vinculam diretamente às

perdas reais, cuja gestão, caso deficiente, reflete-se em desperdícios de recursos

hídricos, materiais, produtos químicos, mão-de-obra e energia elétrica, causando

prejuízos não apenas à concessionária de serviços de saneamento, como também à

sociedade em geral e ao meio ambiente.

3

2 CONTEXTUALIZAÇÃO DO CENÁRIO ATUAL

A gestão dos desperdícios de água tem sido tratada com bastante ênfase nos

últimos tempos, recebendo grande atenção da sociedade, e também dos agentes

financiadores das obras de Saneamento.

A Associação Brasileira de Engenharia Sanitária (ABES) aborda o tema como

prioritário e tem trazido este assunto à pauta na imprensa em veículos de

abrangência local, regional, estadual e federal. Também a Associação Brasileira das

Empresas Estaduais de Saneamento (AESBE) e a Associação Nacional dos

Serviços Municipais de Saneamento (ASSEMAE) têm realizado sistematicamente

palestras e cursos no sentido de estimular trabalhos e padronizar ações pertinentes

ao tema no território nacional.

Com relação aos investimentos em saneamento, o Ministério das Cidades

apenas aceita financiar projetos para expansão de sistemas de produção de água

em cidades com altos Índices de Perdas quando, em conjunto, são apresentados

projetos para a redução de desperdícios.

Na atualidade, os Índices de Perdas são vistos como verdadeiros indicadores

de eficiência, refletindo diretamente na imagem e credibilidade da empresa

concessionária. Desta forma, são bastante utilizados como elementos de

comparação, inclusive entre empresas públicas e entes privados, constituindo-se em

consistente fator diferencial à concorrência no mercado.

Neste contexto, o meio técnico entende que os desperdícios devem ser

combatidos através de medidas preventivas e de gestão, qualificando equipes,

aprimorando os processos relacionados à escolha de materiais e equipamentos,

melhorando os procedimentos de manutenção, e, principalmente, fazendo um

efetivo controle da distribuição da água nos sistemas, o que inclui a importante

tarefa de gerenciar as pressões nas redes de distribuição.

A aplicação de novas tecnologias é um fator fundamental a ser ressaltado:

hoje, as empresas de saneamento têm investido grandes somas de recursos em

instrumentos e equipamentos com tecnologias de ponta. Neste sentido destacam-se

os chamados Centros de Controle Operacional (CCO) onde se podem visualizar

4

diversos parâmetros: níveis de reservatórios, condições de operação de estações de

bombeamento, análises físico-químicas da água e pressões nas redes, tornando

possível não apenas a visualização de problemas históricos, como também o

aparelhamento de interações e soluções imediatas para estas deficiências.

Os Centros de Controle Operacional alavancaram a disseminação da

necessidade de gerenciar pressões para combater desperdícios, quebrando-se o

antigo paradigma segundo o qual “os desperdícios deveriam ser combatidos com

pesquisa de vazamentos”. O acompanhamento tecnológico deixou evidente que

os vazamentos se constituem em verdadeiras “válvula s de alívio” às redes de

distribuição e que, não havendo redução de pressões, estas fugas , depois de

localizadas e consertadas (com altos custos finance iros e sociais), voltarão a

ocorrer após alguns dias, em pontos diferentes do m esmo setor, comprovando

a necessidade de ajustarem-se as pressões previamen te aos trabalhos de

pesquisa .

Bastante oportuno mencionar o fato de que as questões relacionadas à

gestão de pressões em sistemas de distribuição têm perfeita aplicabilidade para

as residências da população: reduzindo pressões (com a colocação de um

reservatório domiciliar, por exemplo), reduzem-se os consumos e as possibilidades

de rompimentos de canalizações internas, e, também, os desperdícios que ocorrem

na própria utilização da água nas atividades diárias de limpeza e higiene.

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA E CONCEITUAL:

Considerando as características dos elementos envolvidos nos processos de

gestão de pressões nas redes de distribuição é apresentado a seguir um conjunto de

conceitos e conhecimentos relacionados a este tema:

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3.1 AS PERDAS DE ÁGUA:

Perda é aquela quantidade de água existente em qualquer parte do sistema

de abastecimento que não está contabilizada e faturada pela concessionária, ou que

chega ilegalmente ao consumidor final (Coelho, 2001).

Elas resultam basicamente de três origens:

• Erros de medição devido à falta de manutenção, imprecisão ou falta de

sensibilidade dos medidores submetidos a vazões muito pequenas, ou de

métodos inadequados de medição;

• Fornecimento não faturado, seja por uso clandestino, seja por erro na

avaliação de consumo (usuário sem medidor), etc.

• Vazamentos em diversas partes do sistema, como adutoras, redes de

distribuição, ramais prediais, etc.

3.2 EFICIÊNCIA E EFICÁCIA DOS SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

Para uma concessionária de água ser considerada eficiente e eficaz, esta

deve ser capaz de atender as condições de quantidade, qualidade, continuidade,

confiabilidade e custo (WHO - World Health Organization, 1994).

Para atingir estes parâmetros, é necessário um adequado monitoramento do

sistema como um todo, o que, no Brasil, não é ainda uma realidade: devido à

escassez de recursos financeiros, as empresas de saneamento procuram solucionar

os problemas com ações locais, que não contemplam melhorias no longo prazo e na

maioria das vezes têm caráter emergencial (Morais, Cavalcante e Almeida, 2010).

Das observações acima se conclui que existe ainda a premente necessidade

de trabalhar-se com a efetiva gestão das perdas, combatendo o desperdício de água

com ações técnicas e preventivas, de modo a evitar ações emergenciais e as

naturais improvisações que resultam da falta de um planejamento prévio.

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3.3 A GESTÃO DAS PERDAS:

Lambert & Hirner (2000), a partir de análises e pesquisas concluíram que o

combate aos desperdícios, ou efetivo controle das perdas físicas deve estar

centrado em quatro atividades básicas (Figura 1):

Gerenciamento da Pressão: minimizar os reflexos negativos que ocorrem no

sistema quando este trabalha continuamente com pressões elevadas, ou quando

sofre com aumentos bruscos de pressão ou com pressões negativas (vácuo). Estes

objetivos são atingidos por ações de setorização nos sistemas, controle suave de

partida e desligamento de motores, utilização de reservatórios e pela introdução de

válvulas redutoras de pressão (VRP);

Controle Ativo de Vazamentos: consiste na pesquisa de vazamentos não

visíveis realizada através da utilização de instrumentos detectores de ondas sonoras

(geofones, hastes de escuta, correlacionadores de ruídos). Sua eficácia está

relacionada ao gerenciamento de pressões, visto que os vazamentos tenderão a

retornar caso as redes permaneçam submetidas a pressões elevadas;

Velocidade e Qualidade dos Reparos: é o tempo que decorre entre o

conhecimento da existência do vazamento e o seu efetivo estancamento pelas

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equipes de manutenção. De modo a evitar reincidências e consequentes prejuízos,

as equipes devem ser adequadamente treinadas e os materiais, de boa qualidade.

Gerenciamento da Infraestrutura: os materiais que constituem as redes de

distribuição e os demais componentes físicos e eletromecânicos devem ser

adequados às condições de operação do sistema. Qualquer ação de adequação na

infraestrutura deve ser precedida da análise dos três itens anteriormente citados, em

especial a análise das pressões do sistema, cuja adequação pode preservar outras

ações (ex. uma substituição de redes pode ser evitada com a adequação das

pressões no setor).

3.4 O CONTROLE DAS PRESSÕES:

De acordo com a NBR 12.218/1994-ABNT, a pressão máxima nas tubulações

utilizadas para o abastecimento público deve ser de 50 mca1 e a pressão mínima, de

10 mca.

A pressão de serviços é um parâmetro fundamental, pois o seu descontrole

tem duplo efeito no desperdício de água: uma elevação no nível de pressões, além

de aumentar a frequência de rompimentos de redes, aumenta também a vazão de

água por perdida nos vazamentos.

“Controlar pressões possibilita reduzir o volume perdido em vazamentos, economizando recursos de água e custos associados. Permite também reduzir a frequência de arrebentamentos de tubulações e consequentes danos que têm reparos onerosos, minimizando também as interrupções de fornecimento e os perigos causados ao público usuário de ruas e estradas. Além disso, permite prover ao consumidor um serviço com pressões mais estabilizadas, diminuindo a ocorrência de danos às suas instalações internas até a caixa d'água (tubulações, registros e boias), e reduzir os consumos relacionados com as altas pressões da rede (Lambert&Hirner,

2000).”

1 mca: unidade de medida de pressões e significa “metros coluna de água”.

8

Assim, sempre que ocorrem pressões elevadas em um sistema de

distribuição, esta situação deve ser analisada tecnicamente para avaliarem-se as

suas origens e as possibilidades de correção.

Desta forma, além de aperfeiçoar a operação dos sistemas, o controle das

pressões reduz desperdícios, aumenta a capacidade de atendimento, posterga

novas obras e, consequentemente, traz retorno financeiro imediato.

Os benefícios esperados com o controle de pressões no sistema são:

• Redução do volume perdido através de vazamentos;

• Redução do consumo doméstico em lavagem de carros e calçadas, irrigação de jardins, etc.;

• Redução do número de ocorrências de vazamentos;

• Redução dos custos de manutenção;

• Diminuição da possibilidade de fadiga das tubulações inclusive em instalações internas dos usuários;

• Estabelecimento de um abastecimento mais constante ao usuário;

• Maior vida útil ao sistema de abastecimento;

• Redução nas contas de energia elétrica;

• Redução na produção de água diária e na geração de resíduos;

• Redução nos custos operacionais.

O controle de pressões é, portanto, o elemento mais importante na estratégia

de gestão operacional, constituindo-se no caminho mais simples e de resultados

mais imediatos para reduzir perdas físicas em sistemas de distribuição de água.

3.5 RELAÇÃO ENTRE O CONTROLE DE PRESSÕES E O DESPERDÍCIO:

Como a redução de pressões está diretamente relacionada aos desperdícios,

a utilização de uma VRP geralmente é uma ótima alternativa para diminuir pressões,

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e, consequentemente, reduzir as possibilidades de ocorrerem vazamentos em redes

e ramais prediais, com baixos custos.

A Tabela a seguir integra o trabalho de Sarzedas, Ramos e Matsuguma

(1999), desenvolvido na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e pode ser

projetada para outros sistemas de distribuição de água:

Tabela 1: Relação entre a Redução de Pressão e a Redução da Perda Sarzedas, Ramos e Matsuguma (1999).

De acordo com os resultados obtidos na RMSP, nos setores com predomínio

de pressões em torno de 40 mca, a taxa de vazamentos estimada oscilou em torno

de 1,29 m³/h x km. Em regiões onde mais de 50% das redes têm pressões

superiores a 60mca a taxa verificada foi de 2,36 m³/h x km.

Este trabalho apresenta também a relação entre os desperdícios de água e a

pressão média noturna, demonstrando o quanto é importante controlar pressões nos

períodos onde os consumos são mínimos e os níveis de pressões reduzem-se

consideravelmente (Figura 2):

Figura 2: Relação entre o Índice de Vazamentos e a Pressão Média Noturna Sarzedas, Ramos e Matsuguma (1999).

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3.6 ESTIMATIVA DE DESPERDÍCIOS EM VAZAMENTOS:

Vazamentos decorrentes de rompimentos de canalizações são elementos

importantes para a análise de desperdícios em um sistema de distribuição,

principalmente quando se tem como objetivo o controle de pressões e o

estabelecimento de padrões comparativos.

Neste sentido o Ministério das Cidades (2007) apresenta, em “Métodos para

Avaliação das Perdas nos Vazamentos” a fórmula a seguir, onde a vazão estimada

em pequenos orifícios varia em função da pressão existente no local do vazamento

e da área da fissura por onde escoa o vazamento.

Assim:

Q = C x S x (2 x g x h)1/2 onde,

Q= Vazão calculada do vazamento, em l/s;

C= 0,61(adota-se este valor adimensional)

h= Pressão medida no local do vazamento, em mca;

S= Área da fissura por onde escoa o vazamento, em cm²;

g= 9,8 (Aceleração da Gravidade, em m/s²).

Ao aplicarmos esta fórmula verificamos que os resultados são, efetivamente,

bem realísticos, ou seja, que esta formulação contempla uma boa aproximação

prática: por exemplo, ao reduzirmos de 40 para 20 mca a pressão em uma

canalização, o vazamento que porventura exista apre sentará uma redução da

ordem de 30% em sua vazão.

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4 MELHORIAS NO PROCESSO COM EMPREGO DE TECNOLOGIA:

Com o foco na redução do desperdício de água a partir do aprimoramento

operacional dos sistemas de distribuição, as empresas de saneamento têm utilizado

o seguinte caminho tecnológico para o controle de pressões nas redes:

4.1 CONSTRUÇÃO DE UMA BASE CARTOGRÁFICA E CADASTRO TÉCNICO

DAS REDES DE DISTRIBUIÇÃO:

Consiste na coleta e organização de informações geográficas e técnicas que

permitam a visualização, em planta, das redes e equipamentos que compõe os

sistemas de distribuição. Compreende as seguintes etapas:

• Aquisição de imagens de alta resolução;

• Processamento e ortorretificação2 das imagens;

• Vetorização3 e extração de informações para elaboração da Base

Cartográfica;

• Implantação de marcos geodésicos4;

• Levantamento e coleta de informações em campo para a confecção da

planta digital do sistema de abastecimento.

A construção de uma base cartográfica com cadastramento de redes é

essencial ao trabalho de controle de pressões, visto que o sucesso dos resultados

também depende da confiabilidade nas informações respectivas a distâncias,

altitudes e características das canalizações.

2 Ortorretificação é a correção de deformações geométricas ocorridas na imagem quando da sua captação.

3 Vetorização é o trabalho de transformar uma imagem digitalizada em um desenho constituído por linhas e

pontos, possibilitando a melhor visualização e trabalhabilidade.

4 Marcos Geodésicos são pontos cujas coordenadas planimétricas e altimétricas são de alta precisão.

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4.2 CENTROS DE CONTROLE OPERACIONAL (CCO): AUTOMAÇÃO,

TELEMETRIA E TELECOMANDO:

Os CCOs são estações de supervisão, onde operadores monitoram

informações de níveis, pressões e operação das estações de bombeamento, tendo,

inclusive, a possibilidade de ligar/desligar motores e acionar válvulas.

A partir de sensores eletrônicos instalados em reservatórios, estações de

bombeamento ou em pontos estratégicos da rede distribuidora são feitas coletas de

informações e o seu envio ao Centro de Controle Operacional. Estas informações,

que são visualizáveis instantaneamente e armazenadas em meio digital, propiciam

tanto análises mais profundas do sistema como as rápidas tomadas de decisões, o

que permite, inclusive, antecipar as ações técnicas corretivas antes mesmo da

comunicação de problemas pelos usuários.

4.3 CONTROLE DE TRANSIENTES HIDRÁULICOS:

Chama-se transiente ou transitório hidráulico o regime variado que ocorre

durante qualquer alteração no movimento ou paralisação eventual de um elemento

do sistema (Magalhães, Santos e Castro, 2002).

De fato, os chamados “Transientes Hidráulicos” são fenômenos físicos que

ocorrem em uma tubulação onde existe água com pressão e movimento, após o

líquido sofrer alterações em seu sentido de fluxo, velocidade ou em sua pressão.

Após a ocorrência de variações (como quando do acionamento ou

desligamento de uma bomba ou o fechamento brusco de uma válvula), o regime

permanente que existe antes de haver a perturbação é alterado, dando origem a um

regime não permanente, onde diversos fenômenos físicos acontecem e podem

trazer consequências prejudiciais a redes, válvulas e equipamentos.

Analisar o sistema com vistas a evitar transientes hidráulicos torna-se de

grande importância no combate a desperdícios, visto que a rápida variação de

pressões traz como consequências o rompimento imedi ato de canalizações

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pelo chamado “golpe de aríete” ou a gradual fadiga dos materiais

proporcionando futuros vazamentos.

Para a análise de transientes estão disponíveis softwares específicos no

mercado, os quais realizam a modelagem do sistema a partir de informações de

campo ou projetadas, identificam os pontos de maior fragilidade e indicam os

dispositivos a utilizar para evitar os transientes ou as suas consequências negativas:

válvulas de alívio, ventosas, chaminés de equilíbrio, volantes de inércia, dentre

outros.

4.4 CONVERSORES DE FREQUÊNCIA E SOFT-STARTERS.

Os conversores de frequência e soft-starters são dispositivos eletrônicos que

promovem uma variação gradual na rotação do eixo, e, por consequência, na

velocidade do fluxo e na variação das pressões no sistema, evitando as

consequências negativas dos chamados “transientes hidráulicos”.

Os conversores de frequência, também conhecidos como “Inversores de

Frequência”, controlam a velocidade de partida e do desligamento dos motores,

permitindo fazê-la variar ao longo do período de operação conforme parâmetros

previamente estabelecidos que podem ser vinculados a consumo, níveis de

reservatórios, horários noturnos, dentre outros.

Os Soft-Starters são dispositivos eletrônicos que garantem uma partida e

desligamento suave dos motores, sendo utilizados quando não é necessária uma

maior atenção à variação da velocidade durante o período de operação.

Em ambos os casos, a partida suave dos motores garante um gradual

incremento na pressão da canalização adutora e das redes a ela interligadas,

reduzindo riscos de rompimentos e consequentes desp erdícios.

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4.5 SETORIZAÇÃO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO:

Consiste na delimitação de parte do sistema de distribuição de modo a

possibilitar-se o controle das vazões e das pressões nesta parcela.

A setorização parte da análise das pressões e da sua vinculação a unidades

de bombeamento ou a reservatórios, bem como dos desníveis geográficos e

canalizações alimentadoras principais.

A individualização a partir das pressões (setorização ou zoneamento de

pressões) é uma excelente forma de controlar um sistema, pois permite trabalhar de

modo específico em cada parte que o compõe. Permite também a realização de

manobras e intervenções localizadas, sem prejudicar o sistema como um todo.

Neste sentido existe hoje a difusão do conceito de Distrito de Medição e

Controle (DMC), onde o estudo de concepção dos setores é desenvolvido a partir do

levantamento em campo das reais condições de operação do sistema, por meio de

medições de vazão e mapeamento de pressões combinando, inclusive, as

respectivas informações comerciais. Cada DMC possui sistema de medição de

vazão e nele é realizado o monitoramento das pressões.

Assim, a setorização proporciona uma grande variedade de possibilidades

técnicas, pois o isolamento de parte do sistema permite não apenas um adequado

controle de pressões a partir da implantação de válvula redutora de pressão,

reservatório, ou outra solução projetada, como também possibilitar análises do

conjunto de indicadores de eficiência comercial e operacional centralizadas neste

setor.

4.6 VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO (VRP):

As válvulas redutoras de pressão são equipamentos que permitem reduzir as

pressões da área por ela atendida, mantendo-as dentro dos parâmetros

estabelecidos pela ABNT (pressões entre 10 e 50 mca), mesmo quando ocorrem

maiores variações na pressão que a alimenta ao longo do dia.

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Também conhecidas como “válvulas de quebra-pressão” seu acionamento é

hidraulicamente simples, sendo a diferença de pressão controlada pelo próprio fluxo

do fluido através de suas câmaras internas interligadas.

Com uma ótima relação custo/benefício, elas são mui to utilizadas nas

ações de setorização de redes, reduzindo automatica mente as pressões,

absorvendo transientes hidráulicos e permitindo uma adequada vazão à

parcela do sistema por ela atendida.

4.7 GESTÃO DOS NÍVEIS DOS RESERVATÓRIOS:

Considerando que os reservatórios são elementos da maior importância nos

sistemas de distribuição, não apenas pelos volumes que armazenam, mas também

por serem os delimitadores dos níveis de pressões nas redes, torna-se da maior

importância o seu monitoramento, e gestão.

Os Centros de Controle Operacional permitem hoje o gerenciamento da

operação das estações elevatórias e redes em conjunto com a gestão da

reservação, trazendo a possibilidade de acompanhamento simultâneo dos níveis dos

reservatórios e de medições de pressões nas redes em pontos estratégicos, Assim

pode-se trabalhar com reservatórios menos cheios em períodos da noite,

reduzindo níveis de pressão nos horários de menor c onsumo, e,

consequentemente, os desperdícios.

5 ALGUNS RESULTADOS OBTIDOS:

A seguir são apresentados exemplos de trabalhos desenvolvidos na

Companhia Riograndense de Saneamento utilizando-se a metodologia de realizar a

análise técnica do sistema para projetarem-se soluções com a melhor tecnologia

disponível, e realizarem-se os procedimentos operacionais adequados.

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Os casos apresentados comprovam a eficácia do controle de pressões no

combate ao desperdício e demonstram seus reflexos positivos na redução dos

custos operacionais com benefícios também à sociedade e ao meio ambiente:

5.1 SANTA CRUZ DO SUL/RS: INSTALAÇÃO DE VÁLVULA REDUTORA DE

PRESSÃO, TRABALHO DESENVOLVIDO PELO ENG. RAFAEL DE OLIVEIRA

GONÇALVES.

Santa Cruz do Sul, polo mais importante da indústria fumageira e com grande

desenvolvimento no ramo do comércio e serviços, é uma importante cidade da

região central do Rio Grande do Sul. O seu sistema de abastecimento de água é

bastante complexo e consiste em 598 km de redes, 22 reservatórios e 18 estações

de bombeamento que são alimentados por uma estação de tratamento (ETA), e 5

poços profundos. Nesta cidade são distribuídos anualmente 14 bilhões de litros de

água que garantem o abastecimento dos seus cerca de 120 mil habitantes.

Com o relevo notadamente ondulado, os trabalhos de controle de pressões

em Santa Cruz do Sul são extremamente importantes e essenciais para a

preservação das condições de abastecimento. De modo a evitarem-se faltas de

água em alguns setores conjugadas com pressões altíssimas em outros, existem

hoje nesta cidade 21 Válvulas Redutoras de Pressão em operação, além de estudos

já desenvolvidos para ampliações destes quantitativos.

O setor apresentado na Figura 3, foi por muitos anos considerado um grave

problema na distribuição de água. Ele é abastecido a partir da Rua Florianópolis e

alimentado pelo Reservatório R2, de 1.000 m³ localizado na cota 130m, que o

denomina “Setor R-1000”.

Devido aos desníveis geográficos que variam entre as cotas 88 e 60m as

pressões que se verificavam variavam entre 42 e 70 mca, o que resultava em

constantes rompimentos de redes, trazendo, além dos desperdícios, transtornos a

usuários e despesas operacionais (custos de manutenção, produtos químicos,

energia elétrica, dentre outros).

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Figura 3: Setor R-1000, Bairro Faxinal Velho, Santa Cruz do Sul/RS. Fonte: Coordenadoria Operacional de Santa Cruz

De modo a solucionar o problema foi projetada a instalação de uma válvula

redutora de pressão. Os trabalhos foram realizados no período de 25 de fevereiro a

junho de 2013 e consistiram na verificação da estanqueidade do setor (verificação

dos limites da área que seria atendida pela VRP), preparação do local, instalação da

válvula e confecção da caixa de proteção.

A válvula foi devidamente dimensionada (diâmetro nominal da canalização,

100 mm e diâmetro nominal da VRP, 50 mm) e instalada em um ponto onde a

pressão de chegada era de 42 mca, sendo reduzida (pela VRP) para 20 mca. Com a

sua instalação, as pressões no setor passaram a permanecer variando entre 20 e 31

mca, ou seja, dentro dos limites estabelecidos pela ABNT (10 a 50 mca).

Os resultados referentes à redução dos vazamentos encontram-se na tabela

apresentada a seguir:

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Logradouros

Vazamentos consertados

entre janeiro e abril de

2013

Vazamentos verificados nos

dois meses seguintes à

instalação da VRP

Rua Florianópolis 2 0

Rua Santa Maria 4 0

Rua Conselheiro

Rihedel 3 0

Rua Mauricio

Cardoso 9 0

Travessa Iraí 1 0

Rua Curitiba 4 0

Rua Feliciano

Almeida 3 0

Total 26 0

Tabela 2: Comparativo dos vazamentos consertados antes e após a instalação da VRP.

Fonte: Sistema SCI/CORSAN

Como pode ser observado, os vazamentos efetivamente zeraram após a

instalação da VRP, possibilitando não apenas o desl ocamento de empregados

para outras atividades produtivas, como também evit ando os custos

respectivos a escavações, materiais, repavimentaçõe s, dentre outros.

5.2 CANOAS/RS: AÇÕES DE REDUÇÃO E CONTROLE DE PRESSÕES,

TRABALHO DESENVOLVIDO PELO ENGENHEIRO RAFAEL PINTO DA

CUNHA.

Localizado na Região Metropolitana de Porto Alegre, o sistema de distribuição

de Canoas/RS é o maior sistema da CORSAN: suas redes apresenta uma extensão

de 740 km composta por 13 reservatórios e 8 estações de bombeamento, sendo

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alimentada por 4 estações de tratamento. Para abastecer cerca de 420 mil

habitantes são anualmente disponibilizados cerca de 36 bilhões de litros de água

neste sistema.

Em Canoas, ao início do mês de Julho 2013 entrou em operação o Centro de

Controle Operacional, o qual, combinado com ações de setorização, automação e

telemetria, instalação de conversores de frequência, gestão de níveis de

reservatórios e modificação de procedimentos operacionais, alcançou as melhorias

apresentadas a seguir, as quais comprovam a eficácia das ações de controle de

pressão no combate a desperdícios e garantia da sustentabilidade:

Figura 4: Número de vazamentos de rede consertados em Canoas/RS de Abril a Agosto/2013. Fonte: Sistema SCI/CORSAN.

Figura 5: Despesas com repavimentação asfáltica em Canoas/RS de Abril a Agosto/2013. Fonte: Notas Fiscais Sistema de Contabilidade/CORSAN.

20

Dos gráficos acima se depreende que a drástica redução de vazamentos

trouxe consigo consideráveis reduções de custos operacionais: em apenas um mês

as despesas em repavimentação asfáltica reduziram-se em 12%, indicando que

apenas 10 meses seriam necessários para cobrir os custos de 1 ano de contrato.

Houve benefícios também à sustentabilidade tanto no seu aspecto

ambiental relativo à extração de matérias-primas, c omo também no seu

aspecto energético (redução na produção dos insumos e nos serviços de

aplicação do asfalto nas obras), e reflexos sociais relativos à segurança e

mobilidade da população decorrentes das obras de co nsertos.

5.3 ESTEIO/RS: AÇÕES DE REDUÇÃO E CONTROLE DE PRESSÕES,

TRABALHO DESENVOLVIDO PELO ENGENHEIRO LUIZ ANTÔNIO

RATKIEWICZ.

Localizado na Região Metropolitana de Porto Alegre, o sistema de distribuição

de água de Esteio disponibiliza aproximadamente 7 bilhões de litros de água ao ano

para o abastecimento dos seus cerca de 80 mil habitantes a partir de uma estação

de tratamento, 198 km de redes, 7 reservatórios e 5 estações de bombeamento.

Com a implantação do Centro de Controle Operacional em Janeiro/2013

houve a oportunidade de monitorarem-se à distância os níveis dos reservatórios, as

pressões em pontos estratégicos da rede e a operacionalidade das estações de

bombeamento. Com isso, várias modificações foram realizadas nos procedimentos

operacionais no sentido de diminuir pressões no sistema a partir da conjugação

entre a operação das estações de bombeamento e os níveis dos reservatórios.

Ao diminuírem-se as pressões principalmente nos períodos noturnos, houve

considerável redução no número de vazamentos, com reflexos também positivos

nos consumos de energia elétrica, conforme apresentado a seguir:

21

Figura 7: Número de vazamentos de rede consertados em Esteio/RS de Janeiro a Maio/2013 Fonte: Sistema SCO/CORSAN

Figura 8: Consumo de energia em kWh na ETA Esteio/RS de Janeiro a Maio/2013 Fonte: Sistema SCO/CORSAN

Considerando-se o consumo médio brasileiro de 157 k wh por residência

(EPE, 2010) pode-se afirmar que a economia de 50.00 0 kWh ao mês (apenas

abr/mai de 2013), se projetada ao longo de 1 ano, p ossibilitaria o atendimento

do consumo mensal da população urbana atendida pela CORSAN em Nova

Santa Rita (3.800 residências), cidade da Região Me tropolitana de Porto Alegre

vizinha a Esteio.

22

5.4 SANTA MARIA/RS: AÇÕES DE REDUÇÃO E CONTROLE DE PRESSÕES,

TRABALHO DESENVOLVIDO PELO ENGENHEIRO JOSÉ VILMAR VIEGAS E

PELO TÉC. IVO BERTOLDO.

Santa Maria, localizada na região central do Rio Grande do Sul abastece

cerca de 260 mil habitantes através de um sistema de distribuição que conta com

867 km de redes, 8 estações de bombeamento, 15 reservatórios, 1 poço profundo e

1 estação de tratamento que disponibiliza anualmente cerca de 25 bilhões de litros

de água.

Devido ao seu perfil ondulado (semelhante à conformação de Santa Cruz do

Sul), faz-se absolutamente necessário o empreendimento de ações técnicas para o

controle de pressões.

Pioneira na implantação de válvulas redutoras de pressão desde a década de

90, Santa Maria verificou grande incremento de VRPs instaladas, conforme pode ser

observado na Figura 9.

Figura 9: Válvulas redutoras de pressão instaladas em Santa Maria desde o ano 2000. Fonte: Coordenadoria Operacional de Santa Maria

Os resultados têm sido muito positivos, refletindo-se nas atividades de

manutenção e nos custos operacionais daquele sistema, conforme se pode

depreender dos gráficos apresentados nas Figuras 10 e 11:

23

Figura 10: Número de economias de Santa Maria desde o ano 2001. Fonte: Sistema SCO/CORSAN

Figura 11: Volumes distribuídos em Santa Maria desde o ano 2001. Fonte: Sistema SCO/CORSAN

A análise das informações apresentadas permite constatar que, decorridos

onze anos, o número de economias apresentou um crescimento de 36,34%,

enquanto o volume distribuído cresceu apenas 2,29%. Apesar do considerável

crescimento da cidade foi possível manter a operação deste importante sistema com

praticamente a mesma infraestrutura disponível desde o início do período.

De fato, a diferença que se obteve entre o crescime nto populacional e o

incremento dos volumes distribuídos permite afirmar que a economia obtida

com o controle de pressões é equivalente ao abastec imento integral de uma

cidade de Santa Maria a cada 3 meses, resultado imp ortante e inédito na

história da CORSAN.

24

6 CONCLUSÃO:

A análise do presente trabalho permite chegar às seguintes conclusões:

• O controle das pressões é absolutamente essencial quando se

pretende combater desperdícios, controlar perdas e buscar indicadores

positivos de eficiência;

• Os princípios que relacionam o controle de pressões ao combate aos

desperdícios têm aplicabilidade prática não apenas aos grandes

sistemas de abastecimento como também a qualquer co nsumidor

doméstico : reduzir pressões significa reduzir consumos e reduzir riscos

de rompimentos de canalizações e danos a equipamentos;

• É efêmera a pesquisa de vazamentos sem terem sido a ntes

controladas as pressões. Os vazamentos se constituem em elementos

de alívio às canalizações que voltarão a romper-se;

• O controle das pressões elevadas que ocorrem em sis temas de

distribuição exige análises técnicas que passam pel o cadastramento

das canalizações, estudo das pressões existentes e da setorização.

Para redução das pressões podem-se instalar válvulas redutoras de

pressão, fazerem-se modificações na setorização ou a vinculação do

setor, ou parte deste, a reservatórios ou sistemas de bombeamento com

condições técnicas mais favoráveis;

• As mudanças bruscas de pressões (que causam os cham ados

transientes hidráulicos) devem ser criteriosamente estudadas e

exigem dispositivos específicos para evitar as suas consequências

negativas: conversores de frequência, soft-starters, ventosas, chaminés de

equilíbrio (dentre outros)

• Reduzir pressões significa combater desperdícios e reduzir custos

operacionais aumentando a vida útil dos sistemas de distribuição e,

consequentemente postergando investimentos em infraestrutura. Esta

condição amplia a capacidade de atendimento a sistemas deficientes e

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cria condições de implantação de obras que beneficiem a economia,

trazendo um impacto muito positivo ao desenvolvimento do Estado;

• Combater desperdícios a partir do controle de pressões possibilita uma

melhor distribuição da água, proporcionando a sua disponibilidade para

o atendimento de regiões mais distantes e mais alta s, o que vem em

benefício da higiene, da saúde e da qualidade de vi da da população;

• Controlar pressões significa reduzir desperdícios e assim produzir menos

água para o atendimento de uma população sempre crescente, No caso

de Santa Maria, a economia mensal verificada em 10 anos permitiria o

abastecimento de uma cidade com 80 mil habitantes.

• Produzir menos água, além de reduzir o consumo de produtos

químicos, significa utilizar menos energia elétrica e gerar menos

resíduos , beneficiando em muito a natureza;

• O meio ambiente se beneficia também em mais dois aspectos: a redução

de pressões e a diminuição dos desperdícios proporciona diretamente

uma captação de menores volumes de água, preservando os recursos

hídricos, e indiretamente, um menor lançamento de e sgotos

sanitários , visto que o consumo doméstico também diminui;

• Como se pôde verificar no caso de Esteio, controlar pressões reduz o uso

de energia elétrica, reduzindo custos operacionais. Os 50.000 kWh

economizados ao mês beneficiam os recursos hídricos , o

desenvolvimento da indústria e a sociedade em geral ;

• Nos casos de Canoas e Santa Cruz do Sul ficou muito evidente a redução

dos vazamentos nas redes a partir do controle das pressões. Ao

reduzirem-se os vazamentos, além do montante de des perdício de

água, reduzem-se também os custos respectivos à man utenção (mão

de obra, escavação, material de reaterro, serviços de compactação e

pavimentação). Além disso, reduz-se o custo social inerente às faltas de

água que trazem prejuízos à higiene e saúde da população, e também se

evitam transtornos ao tráfego de pedestres e veículos.

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De fato o tema é da maior importância, e as possibilidades tecnológicas para

sua abordagem são crescentes e muito positivas tanto para a redução de pressões

como para o combate aos transientes hidráulicos como ferramentas para o combate

ao desperdício. Este trabalho torna evidente que os profissionais que atuam no setor

de saneamento devem estar sempre atentos e buscando o seu contínuo

aperfeiçoamento.

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