Reabilitação de sistemas de Reabilitação de sistemas de abastecimento de água e de abastecimento de água e de

saneamento de águas saneamento de águas residuaisresiduais

Coimbra, 15-16 de Junho de 2001

Situação portuguesa Situação portuguesa actualactual

Portugal tem hoje 90 % da Portugal tem hoje 90 % da população coberta com sistemas de população coberta com sistemas de abastecimento de água e 70% com abastecimento de água e 70% com sistemas de saneamento de águas sistemas de saneamento de águas residuaisresiduais

Estima-se que estas infrastruturas Estima-se que estas infrastruturas correspondam a um património de correspondam a um património de 1000x101000x1066 contos contosBaptista, J. M.; Matos, M. R.; Baptista, J. M.; Matos, M. R.; O saneamento básico em PortugalO saneamento básico em Portugal, Série , Série Gestão de Sistemas de Saneamento Básico, Volume 1, LNEC, Lisboa, 1995Gestão de Sistemas de Saneamento Básico, Volume 1, LNEC, Lisboa, 1995

Tendências futurasTendências futuras

De acordo com o III QCA, vão investir-se De acordo com o III QCA, vão investir-se em Portugal 900x10em Portugal 900x1066 de contos no período de contos no período 2000-2006 para atingir níveis de cobertura 2000-2006 para atingir níveis de cobertura de 95% e de 90% respectivamentede 95% e de 90% respectivamente

Significa isto que o País terá a curto prazo Significa isto que o País terá a curto prazo um património de 1900x10um património de 1900x1066 contos em contos em infra-estruturas de saneamento básicoinfra-estruturas de saneamento básico

MAOT, Plano Estratégico de Abastecimento de Água e de Saneamento de MAOT, Plano Estratégico de Abastecimento de Água e de Saneamento de Águas Residuais (2000-2006)Águas Residuais (2000-2006)

Novas prioridadesNovas prioridades

Terminada esta fase Terminada esta fase essencialmente infra-estrutural, as essencialmente infra-estrutural, as novas prioridades tenderão a novas prioridades tenderão a centrar-se na:centrar-se na:– Melhoria da exploração dos sistemasMelhoria da exploração dos sistemas– Reabilitação dos sistemas degradadosReabilitação dos sistemas degradados

Este novo mercado está estimado Este novo mercado está estimado em cerca de 100x10em cerca de 100x1066 contos/ano contos/ano

Necessidade de Necessidade de reabilitaçãoreabilitação

Resulta da progressiva redução da Resulta da progressiva redução da qualidade de serviço aos utentes por:qualidade de serviço aos utentes por:– Progressivo envelhecimento dos Progressivo envelhecimento dos

sistemas, os mais antigos ultrapassando sistemas, os mais antigos ultrapassando já os cem anos de vida útiljá os cem anos de vida útil

– Deterioração precoce por deficiências ao Deterioração precoce por deficiências ao nível de planeamento, concepção, nível de planeamento, concepção, projecto, construção, operação e projecto, construção, operação e manutençãomanutenção

Tipo de deficiênciasTipo de deficiências

Deficiências:Deficiências:– Hidráulicas (ex. falta de pressão)Hidráulicas (ex. falta de pressão)– Estruturais (ex. roturas nas tubagens)Estruturais (ex. roturas nas tubagens)– Sanitárias (ex. degradação da Sanitárias (ex. degradação da

qualidade)qualidade)– Ambientais (ex. descargas imprevistas Ambientais (ex. descargas imprevistas

no meio receptor)no meio receptor) Os níveis de deficiências parecem Os níveis de deficiências parecem

ser muito elevados em termos de ser muito elevados em termos de médias europeiasmédias europeias

Ocorrência de roturasOcorrência de roturas

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

N.º

ro

tura

s / 1

00 k

m c

on

du

ta

E.U.A. e Canadá1993 a 1997

Casosportugueses

Redes estabilizadasRedes muito jovens

EUROPA1993 a 1997

PORTUGAL1998

Galeria técnica

Rede antiga, s/ manutenção, materiais de má qualidade

Outras fontes

Inquérito

Conceito de Conceito de reabilitaçãoreabilitação

A reabilitação é qualquer intervenção A reabilitação é qualquer intervenção física que prolongue a vida do sistema física que prolongue a vida do sistema e que envolva uma modificação da sua e que envolva uma modificação da sua condição ou especificaçãocondição ou especificação

Não existe em Portugal tradição nem Não existe em Portugal tradição nem conhecimento suficiente nesta área, conhecimento suficiente nesta área, devendo constituir uma prioridade de devendo constituir uma prioridade de investigação em várias frentesinvestigação em várias frentes

Conceitos associados à Conceitos associados à reabilitaçãoreabilitação

É importante definir a terminologia a É importante definir a terminologia a utilizar na área da reabilitação, na utilizar na área da reabilitação, na medida em que é relativamente nova medida em que é relativamente nova dentro do sector e no contexto nacional. dentro do sector e no contexto nacional.

Pretendem-se conceitos que traduzam o Pretendem-se conceitos que traduzam o sentido de melhoria do desempenho de sentido de melhoria do desempenho de sistemas existentes resultante de sistemas existentes resultante de intervenção física sobre eles, alterando-intervenção física sobre eles, alterando-se as suas características geométricas, se as suas características geométricas, dimensionais e/ou dos materiais dimensionais e/ou dos materiais utilizados. utilizados.

Exclui-se portanto a melhoria dos Exclui-se portanto a melhoria dos sistemas que resulte, por exemplo, de sistemas que resulte, por exemplo, de medidas de operação ou de acções de medidas de operação ou de acções de manutenção corrente. manutenção corrente.

Reabilitação Reabilitação (Rehabilitation):(Rehabilitation):

ReabilitaçãoReabilitação é qualquer intervenção é qualquer intervenção física que prolongue a vida útil de um física que prolongue a vida útil de um sistema existente e ou melhore o seu sistema existente e ou melhore o seu desempenho hidráulico, estrutural desempenho hidráulico, estrutural e/ou de qualidade da água, e/ou de qualidade da água, envolvendo a alteração da sua envolvendo a alteração da sua condição e/ou especificação técnica.condição e/ou especificação técnica.

Renovação (Renovation):Renovação (Renovation):

RenovaçãoRenovação é uma intervenção de é uma intervenção de reabilitação - estrutural, hidráulica reabilitação - estrutural, hidráulica ou de qualidade da água - sobre ou de qualidade da água - sobre um componente do sistema um componente do sistema existente, com o seu existente, com o seu aproveitamento funcional e sem aproveitamento funcional e sem aumento da capacidade de aumento da capacidade de utilização original. utilização original.

Substituição Substituição (Replacement):(Replacement):

SubstituiçãoSubstituição é uma intervenção de é uma intervenção de reabilitação - estrutural, hidráulica ou reabilitação - estrutural, hidráulica ou de qualidade da água - sobre um de qualidade da água - sobre um componente do sistema existente, componente do sistema existente, com a sua desactivação funcional e com a sua desactivação funcional e construção ou instalação de um novo construção ou instalação de um novo componente, tendo este último componente, tendo este último funções e capacidade semelhantes ou funções e capacidade semelhantes ou distintas às do existente.distintas às do existente.

Reconstrução (Renewal):Reconstrução (Renewal):

ReconstruçãoReconstrução é uma é uma caso particular da caso particular da substituiçãosubstituição e consiste numa intervenção e consiste numa intervenção de reabilitação com construção de uma de reabilitação com construção de uma nova tubagem para substituição de uma nova tubagem para substituição de uma tubagem existente que é colocada fora de tubagem existente que é colocada fora de serviço, tendo a nova tubagem funções e serviço, tendo a nova tubagem funções e capacidade semelhantes às da existente capacidade semelhantes às da existente (ex. com o mesmo diâmetro). Pode incluir (ex. com o mesmo diâmetro). Pode incluir inserção de tubagem no interior da inserção de tubagem no interior da existente. A reconstrução não é um existente. A reconstrução não é um subconjunto da renovação. subconjunto da renovação.

Reforço (Reinforcement):Reforço (Reinforcement):

ReforçoReforço é uma intervenção de é uma intervenção de reabilitação hidráulica sobre um reabilitação hidráulica sobre um componente do sistema existente, componente do sistema existente, com a construção de um componente com a construção de um componente adicional, que complementa a adicional, que complementa a capacidade do componente existente capacidade do componente existente ou constitui uma alternativa a ele.ou constitui uma alternativa a ele.

Reabilitação

Reab. estrutural Reab. hidráulicaReab. de

qualidade da água

Renovação

Substituição

Renovação

Substituição

Reforço

Redução ou atenuaçãode caudal

Renovação

Substituição

Põe como era antes

Substitui

Reforça

Ex. de indicadores de Ex. de indicadores de desempenhodesempenho

Op16 – Reabilitação de condutasOp16 – Reabilitação de condutas– Op17 -Op17 - renovaçãorenovação de condutas de condutas– Op18 -Op18 - substituiçãosubstituição de condutas de condutas– Op19 -Op19 - substituiçãosubstituição de válvulas de válvulas

Fi25 -Fi25 - Investimento unitárioInvestimento unitário– Fi26 -Fi26 - investimento anual para investimento anual para construçãoconstrução de de

sistemas ou sistemas ou reforçoreforço dos existentes dos existentes– Fi27 -Fi27 - investimento anual para investimento anual para substituiçãosubstituição e e

renovação renovação de infra-estruturas existentesde infra-estruturas existentes

Fases da reabilitaçãoFases da reabilitação

Caracterização sumária do sistemaCaracterização sumária do sistema Identificação do(s) pIdentificação do(s) problemroblemaa(s)(s) DiagnDiagnóóssticotico

– Caracterização detalhada do sistema dirigida para o(s) problema(s) Caracterização detalhada do sistema dirigida para o(s) problema(s) existente(s)existente(s)

– IdentificaIdentificação das causas das deficiências e limitações ção das causas das deficiências e limitações – PrePrevisão das tendências de evolução dos sintomas e da fiabilidade do visão das tendências de evolução dos sintomas e da fiabilidade do

sistemasistema Processo de decisãoProcesso de decisão

– Avaliação de factores de decisão adicionais (ex: tráfego, restrições de Avaliação de factores de decisão adicionais (ex: tráfego, restrições de abertura de valas, disponibilidades financeiras)abertura de valas, disponibilidades financeiras)

– Definição da estratégia de reabilitação a adoptar (reabilitar onde, Definição da estratégia de reabilitação a adoptar (reabilitar onde, quando, o quê, quanto e como / tecnologiasquando, o quê, quanto e como / tecnologias?)?)

Implementação de sImplementação de soluoluçõesções MonitoriMonitorizaçãozação

Principais tecnologiasPrincipais tecnologias

Ver artigo ENASB BarcelosVer artigo ENASB Barcelos

Selecção e especificação Selecção e especificação de materiais de de materiais de

tubagenstubagens

Objectivo: Objectivo:

– Definição dos materiais mais adequados Definição dos materiais mais adequados

às características de cada EG com base às características de cada EG com base

em critérios técnicos, económicos e em critérios técnicos, económicos e

operacionais, em função dos factores operacionais, em função dos factores

agressivos e do historial de roturas;agressivos e do historial de roturas;

– Adequada especificação destes Adequada especificação destes

materiais. materiais.

Critérios técnicos de selecção de Critérios técnicos de selecção de materiais de tubagens de águamateriais de tubagens de água

Condições hidráulicas na rede

(pressões em regime permanente e transitório)

Qualidade química das águas na rede

(pH, CO2, alcalinidade , SO42-

e Cl-)

Características químicas e físicas de solos e águas intersticiais

(pH, SO42- e Cl-, alcalinidade,

resistividade, compostos orgânicos e correntes vagabundas)

Condições geotécnicas, sísmicas e mecânicas

(assentamentos diferenciais e por liquefacção do solo, deflexão angular e desloca-mento axial em caso de sismo e tráfego viário)

Características mecânicas, químicas, operacionais e de custos dos materiais disponíveis no mercado

Características mecânicas, químicas, operacionais e de custos dos materiais disponíveis no mercado

Historial de falhas na redeHistorial de falhas na rede

Identificação dos factores

agressivos das tubagens

Identificação dos factores

agressivos das tubagens

CARE-WCARE-W Projecto europeu de investigação aplicada (5º PQ da EU)Projecto europeu de investigação aplicada (5º PQ da EU) Objectivo: Objectivo:

– Ajudar a responder à pergunta: Ajudar a responder à pergunta: ondeonde, , quando quando e e quantoquanto reabilitarreabilitar redes de distribuição de água? redes de distribuição de água?

Resultados globais: Resultados globais: – Aplicação computacional “CARE-W prototype”Aplicação computacional “CARE-W prototype”

PI tool (LNEC)PI tool (LNEC) Failure forecastingFailure forecasting Short time planningShort time planning Long-time planningLong-time planning

– Manual com metodologia “CARE-W procedure” Manual com metodologia “CARE-W procedure” Resultados LNEC:Resultados LNEC:

– PI toolPI tool– Benchmarking métrico com base em ID de reabilitação Benchmarking métrico com base em ID de reabilitação

ParticipantesParticipantes– SINTEF (Coordenação) + 10 parceiros (incl. LNEC) + 13 EG SINTEF (Coordenação) + 10 parceiros (incl. LNEC) + 13 EG

(incl. SMAS Oeiras e Amadora)(incl. SMAS Oeiras e Amadora) Prazo: Fev. 2001 - Fev. 2004Prazo: Fev. 2001 - Fev. 2004

Protótipo CARE-WProtótipo CARE-W

Graphical user interface (GUI)

Performance indicators

(PI tool)

Identify the performance of a

water supply system for

monitoring, target setting and

benchmarking

Failure forecasting

Identify individual pipes and areas

with a high failure potential

Water supply

reliability

Identify the most vulnerable points in a water supply system and the associated pipes

Annual rehabilitation planning

Select the most cost-efficient

rehab projects for an annual rehab

programme under consideration of various criteria

Long-term rehabilitation planning

Explore the future rehab investment

needs and consequences and define the optimal

rehab strategy

CARE-W central database

LNEC, Portugal

WR

c,

UK

CEMAGREF, France

INSA, France

CEMAGREF, FranceSINTEF, Norway

Brno Univ., Czech Rep.

INSA, France Dresden Univ.,

Germany

Exemplo de resultadoExemplo de resultadoO

p2

2 (

m3 /

ram

al/ano)

Caso de estudo

Indicador: Op22 – Perdas de água por ramal (m3 /ramal/ano)

Mediana

800

600

400

200

0

Máximo

Intervalo médio recomendável

25% 75% Média

Mínimo

Estatísticas

Tabela elaborada para cada Tabela elaborada para cada indicadorindicador