CONTROLE E REDUÇÃO DE PERDAS NOS
SISTEMAS PÚBLICOS DE ABASTECIMENTO DE
ÁGUA
POSICIONAMENTO E CONTRIBUIÇÕES TÉCNICAS DA ABES
Revisão 1
19/10/2015
Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental - ABES
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abes redução de perdas, Manuais, Projetos, Pesquisas de Fluxo de Água Subterrânea e Transporte de Contaminantes
abes redução de perdas manual para execução abes redução de perdas manual para execução
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
2019
1 / 99
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CONTROLE E REDUÇÃO DE PERDAS NOS
SISTEMAS PÚBLICOS DE ABASTECIMENTO DE
ÁGUA
POSICIONAMENTO E CONTRIBUIÇÕES TÉCNICAS DA ABES
Revisão 1
19/10/
Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental - ABES
APRESENTAÇÃO
A ABES volta ao tema "Perdas em Sistemas de Abastecimento de Água", reconhecendo a importância e o significado que o mesmo tem na gestão operacional e na sustentabilidade das operadoras dos serviços de água no Brasil.
Como nas outras oportunidades, este documento pretende incorporar os conhecimentos consagrados atuais e outros mais recentes, já que as discussões e descobrimentos nessa área ainda estão acontecendo no mundo, e submetê-los ao escrutínio do meio técnico nacional, não para se tornar uma verdade absoluta, mas para compor um referencial a partir do qual outros desenvolvimentos e desdobramentos irão se apoiar em um futuro próximo.
O momento também é mais do que oportuno para reavivar as discussões: os fenômenos climáticos que levaram importantes partes do Brasil a sofrer severa estiagem, ainda em curso, recomendam reflexões e troca de experiências entre os atores gerenciais e técnicos do setor, tanto públicos quanto privados, na busca de soluções sustentáveis para a gestão contínua dos operadores em favor da eficiência empresarial, em que uma das variáveis mais importantes é a redução e controle das perdas nos sistemas de água.
A ABES, cumprindo o seu histórico papel no setor de saneamento, entende que, apesar das recentes mudanças ocorridas no setor e os esforços que resultaram em alguns bons resultados de combate às perdas, o Brasil ainda se mantém em um nível abaixo do esperado em vista dos investimentos realizados e da competência técnica existente. Há muito que avançar ainda para a obtenção de índices de perdas que possam ser considerados razoáveis.
O texto-base foi redigido pelo Engº Jairo Tardelli Filho, sócio e colaborador da ABES; o documento final contou com valiosas contribuições oriundas do 1º Seminário Nacional de Gestão e Controle de Perdas de Água, organizado pela ABES-RS (Porto Alegre, 13 e 14/07/2015), e com a colaboração dos engenheiros Álvaro José Menezes da Costa, Mário Augusto Bággio e Ricardo Röver Machado.
SUMÁRIO
- INTRODUÇÃO
- PADRÃO MUNDIAL DEFINIDO PELA IWA - CONCEITOS E INDICADORES
- BOAS PRÁTICAS DA IWA - REVISÃO SUCINTA
- BENCHMARKING
- 4.1. Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento.................................
- 4.2. Comparações Internacionais........................................................................
- AS PERDAS NO CONTEXTO DA CRISE HÍDRICA
- 5.1. Abordagem Geral.........................................................................................
- 5.2. Gestão de Crises Hídricas.............................................................................
- 5.3. Racionamento..............................................................................................
- INTERNALIZAÇÃO DO CONTROLE DE PERDAS
- 6.1. Planejamento Estratégico.............................................................................
- 6.2. Diagnóstico Operacional...............................................................................
- 6.3. Definição de Metas de Longo Prazo.............................................................
- 6.4. Melhoria dos Projetos, Materiais, Metodologias e Tecnologias...................
- 6.5. Capacitação Profissional...............................................................................
- 6.6. Renovação de Ativos....................................................................................
- 6.7. Gradualidade das Intervenções...................................................................
- 6.8. Confiabilidade das Estruturas.......................................................................
- 6.9. Análise Estatística das Variáveis e Indicadores.............................................
- 6.10. Volumes Recuperados nos Programas de Controle de Perdas..........
- ESTRATÉGIAS DE IMPLANTAÇÃO E GESTÃO
- 7.1. Aspectos Institucionais.................................................................................
- 7.2. Estruturação e Gestão de Programas de Controle e Redução de Perdas.....
- OS "20 MANDAMENTOS" DO CONTROLE E REDUÇÃO DE PERDAS
- O PAPEL DA ABES
- CONSIDERAÇÕES FINAIS
- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
- ANEXO
- GLOSSÁRIO
IWA – International Water Association
JICA – Japan International Cooperation Agency
MASPP – Método de Análise e Solução de Problemas de Perdas
PDCA – Plan-Do-Check-Act
PEAD – Polietileno de Alta Densidade
PLANSAB – Plano Nacional de Saneamento Básico
PMSS – Programa de Modernização do Setor de Saneamento
PPP – Parceria Público-Privada
PVC – Cloreto de Polivinila
RMSP – Região Metropolitana de São Paulo
SABESP – Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
SANEPAR – Companhia de Saneamento do Paraná
SENAI – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
SIBESA – Simpósio Ítalo-Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
SILUBESA – Simpósio Luso-Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
SNIS – Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento
SWAN – Smart Water Networks
VRP – Válvula Redutora de Pressão
WLSG – Water Loss Specialist Group
CONTROLE E REDUÇÃO DE PERDAS NOS SISTEMAS PÚBLICOS DE
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
POSICIONAMENTO E CONTRIBUIÇÕES TÉCNICAS DA ABES
1 - INTRODUÇÃO
É por todos sabida a importância do controle e redução de perdas nos sistemas públicos de abastecimento de água.
As perdas de água constituem-se em um problema mundial, gerando baixas performances à grande maioria dos sistemas; porém, alguns países ou cidades, com planejamento, conhecimento, recursos e gestão, conseguiram atingir e manter baixos níveis de perdas nos seus sistemas.
As perdas de água não se apresentam apenas como um problema técnico e econômico, restrito à esfera de ação de uma operadora local ou regional. A questão tem implicações mais amplas, com repercussões significativas nos seguintes aspectos (EUROPEAN COMMISSION, 2014)^1 :
Políticos: envolvem questões relativas às entidades responsáveis pelos serviços, agências de governo, linhas de financiamento para o setor e a mídia;
Econômicos: envolvem os custos dos volumes perdidos e não faturados, os custos operacionais (energia elétrica, produtos químicos no processo de potabilização da água etc.) e os investimentos para as ações de redução ou manutenção das perdas, importantes para a sustentabilidade das empresas;
Sociais: envolvem o uso racional da água, o pagamento ou não pelos serviços, as questões de saúde pública e a imagem das operadoras perante a população;
Tecnológicos: envolvem as interações entre o conhecimento técnico e as tecnologias, ferramentas e metodologias disponíveis para as atividades típicas do combate às perdas (a "arte do possível");
Legais: envolvem a legislação para o setor, licenças e a respectiva regulação;
Ambientais: envolvem a utilização e gestão de recursos hídricos e energéticos e impactos das obras de saneamento.
(^1) Sigla PESTLE, em inglês - Political, Economic, Social, Technological, Legal and Environmental; PESTAL, em português
2 - PADRÃO MUNDIAL DEFINIDO PELA IWA - CONCEITOS E INDICADORES
Até o final do século passado, não havia um entendimento comum sobre o que eram as "perdas" nos sistemas públicos de abastecimento de água. Nos Estados Unidos, o conceito de "Água Não Contabilizada" ( Unaccounted-for Water ) referia-se ao valor que sobrou ao se realizar a "Auditoria das Águas"; assim, os vazamentos eram contabilizados e os seus volumes de água estimados. Após todas as apurações e estimativas, incluindo, portanto, os vazamentos, as Águas Não Contabilizadas ficavam sendo os volumes aos quais não se tinha um conhecimento da sua destinação ou uso. No Japão, o conceito referia-se ao "Uso Efetivo" da água, em que eram incorporados todos os volumes utilizados (inclusive a submedição de hidrômetros, p. ex.), e o que restou denominava-se "Uso Não Efetivo", ficando restritas, portanto, as perdas aos vazamentos na rede de distribuição e ramais.
A consequência mais direta dessa desuniformização de conceitos era a impossibilidade de avaliar ou comparar os indicadores de perdas entre sistemas de abastecimento de países, cidades ou companhias. O valor apresentado, geralmente em porcentagem, referia-se a que tipo de apropriação de volumes nos sistema de abastecimento? Daí, como poderia se afirmar que um sistema estava mais bem gerido do que outro, a partir do número do indicador de perdas?
Tendo em mente esse quadro, a International Water Association - IWA constituiu um grupo-tarefa para estudar, discutir e propor uma padronização mundial de terminologia, conceitos e indicadores de perdas em sistemas públicos de abastecimento de água (Water Loss Specialist Group - WLSG).
Esses trabalhos vieram à luz por volta do ano 2000, e o Brasil, por meio do Programa de Modernização do Setor de Saneamento - PMSS, do Ministério das Cidades, e de várias companhias estaduais e municipais de saneamento, adotou esse entendimento. Ao longo desses (apenas) 15 anos, muitos desenvolvimentos foram feitos, os quais têm sido apresentados e debatidos nos seminários específicos sobre Perdas promovidos pela IWA e várias outras entidades.
A despeito de todo esse esforço da IWA, muitos países ainda não adotaram os novos conceitos, permanecendo nas suas apurações singulares, cujos resultados sempre dão margem a interpretações equivocadas se não forem "traduzidos" à estruturação formulada pela IWA (o Japão, por exemplo, não incorporou tais conceitos às suas avaliações).
Pode-se dizer que esse tema ainda está aberto a pesquisas e desenvolvimentos, o que se tem comprovado nos seminários da IWA, em que muitos trabalhos confirmam ou impõem limites a algumas considerações iniciais, ou mesmo trazem novas propostas,
sempre com o objetivo de dar suporte técnico e operacional às companhias ou operadoras de saneamento do mundo todo.
Em suma, o que já está praticamente consolidado nessas novas formulações da IWA, a partir das observações e considerações sobre o tema no presente e no passado recente? A seguir, serão apresentadas as questões mais importantes já consagradas em nível mundial.
MATRIZ DO BALANÇO HÍDRICO
A Matriz do Balanço Hídrico pode ser considerada o "ovo de Colombo" na estruturação do problema das perdas nos sistemas de abastecimento de água, pois é objetiva, clara e fácil de ser compreendida, conforme mostrado no Quadro 2.1 (ALEGRE, 2006).
VOLUME PRODUZIDO OU DISPONIBILIZADO
CONSUMOS AUTORIZADOS
(^) Consumos Autorizados Faturados
Consumos medidos faturados (inclui água exportada)
ÁGUAS Consumos não medidos faturados (estimados) FATURADAS
Consumos Autorizados Não Faturados
Consumos medidos não faturados (usos próprios, caminhões-pipa)
ÁGUAS NÃO FATURADAS
Consumos não medidos não faturados (combate a incêndios, suprimento de água em áreas irregulares)
PERDAS
Perdas Aparentes (Comerciais)
Consumos não autorizados (fraudes) Falhas do sistema comercial Submedição dos hidrômetros
Perdas Reais (Físicas)
Vazamentos nas adutoras e redes de distribuição Vazamentos nos ramais prediais Vazamentos e extravasamentos nos reservatórios setoriais e aquedutos
Quadro 2.1 - Balanço Hídrico da IWA
As principais leituras que podem ser feitas dessa estruturação dos usos da água em um sistema de abastecimento são (TARDELLI Fº, 2014):
A introdução de nova Terminologia , com a denominação de Perdas Reais e Perdas Aparentes; as Reais referem-se aos vazamentos em várias partes do sistema e extravasamentos em reservatórios de água tratada (ou seja, as "perdas físicas" de água); as Aparentes referem-se às águas que são
boosters , pontos críticos da rede de distribuição) e a medição de níveis em reservatórios setoriais.
Como em todo processo que envolve medição, uma banda de imprecisão estatística é sempre presente, maior ou menor conforme a tecnologia de medição empregada, as condições locais de instalação do medidor e as condições de fluxo de água (no caso dos medidores de vazão). Nos casos em que não há medição (ligações faturadas com "taxa fixa", fraudes, p. ex.), recorrem-se às estimativas, cujos valores têm, naturalmente, maiores faixas de imprecisão.
RATEIO
A medição ou estimativa dos volumes do Balanço Hídrico, como relatado anteriormente, permite chegar até a quantificação das Perdas, mas não é suficiente para expressar o rateio entre Perdas Reais e Perdas Aparentes!
Para isso há que se efetuar medições ou mesmo estimativas mais específicas para se chegar aos números.
O método mais preciso, porém mais trabalhoso e custoso, é por meio de medições em campo das vazões mínimas noturnas, às quais, aplicando estimativas de consumos noturnos e correções de pressão, chega-se às Perdas Reais, e por diferença, às Perdas Aparentes; ou também efetuar exaustivo trabalho de avaliação de submedição dos hidrômetros instalados, e depois de estimar um volume relativo às fraudes, chegar às Perdas Aparentes, e por diferença, às Perdas Reais. Essa forma de compor as parcelas das perdas denomina-se " Bottom-up " (de baixo para cima).
Outra forma, denominada " Top-down " (de cima para baixo), é efetuar o rateio a partir de estimativas genéricas, apoiada em dados secundários ou de outros sistemas, portanto, de mais fácil obtenção, de menor custo, porém, de baixa precisão.
Na maioria das vezes, a quantificação em volume do rateio tem demonstrado uma parcela maior de Perdas Reais, mesmo em sistemas com caixas d'água, em que a submedição é maior. Entretanto, a situação se inverte quando se monetizam os volumes: os valores unitários para as Perdas Reais (R$/m^3 ) incorporam os custos de produção e distribuição da água, enquanto as Perdas Aparentes incorporam a venda da água no varejo e também o faturamento dos esgotos, resultando valores por m^3 substancialmente maiores. Daí que ambas as perdas são importantes de serem combatidas, uma com visão de gestão operacional e parcimônia na gestão de recursos hídricos, e outra com visão mais empresarial.
Mais adiante, no Quadro 4.4, são mostrados valores de rateio em algumas cidades.
LIMITES
Até que ponto as perdas devem ser combatidas? Um sistema atinge a sua máxima eficiência operacional quando alcança valores de perdas próximos de zero?
A IWA definiu dois limites que devem balizar as definições de metas de longo prazo nas companhias de saneamento:
Um limite econômico , em que os custos para a execução das ações de combate às perdas se igualam aos custos de exploração e distribuição da água (ou ao custo marginal para a exploração de um novo sistema produtor de água);
Um limite técnico , a partir do qual não se consegue reduzir mais as perdas, com as metodologias e tecnologias atualmente disponíveis.
A definição do "Nível Econômico de Perdas" depende das características de cada sistema: a disponibilidade hídrica, os seus custos de exploração, os custos de distribuição e os custos das ações operacionais para combater as perdas.
No caso do limite técnico para as Perdas Reais, a IWA definiu o conceito de "Perdas Reais Inevitáveis", e propôs uma formulação para se chegar aos valores para cada sistema, função de parâmetros físicos (extensão de redes, número de ramais, dados físicos do ramal) e operacionais (pressão média). Os coeficientes associados aos parâmetros foram definidos a partir de observações e análises em sistemas bem operados e considerados excelentes em termos de gestão de perdas.
Para as Perdas Aparentes, não se criou estritamente um "limite técnico", mas sim um "valor referencial", estipulado como sendo equivalente a 5% do volume micromedido no respectivo sistema. Tal referência diz respeito a sistemas cujos imóveis abastecidos não se utilizam de caixas d'água domiciliares. Neste caso, o valor referencial deveria ser maior (não há indicação da IWA nesse sentido).
Uma interpretação desses dois limites definidos pela IWA é de que "não existe PERDA ZERO em sistemas públicos de abastecimento de água"!
Outra constatação decorrente, muitas vezes negligenciada por quem está fora dos trabalhos cotidianos de combate às perdas (especialmente a mídia), é a de que combater perdas também custa, e muito!
INDICADORES
Um dos assuntos mais analisados e debatidos em publicações e seminários técnicos ligados ao tema!
Também foram introduzidos os indicadores técnicos referenciados à infraestrutura da rede de distribuição, basicamente a extensão da rede ou o número de ramais (ou ligações), expressos em L/km.dia ou L/ramal.dia. Recomenda-se empregar o indicador associado à extensão de rede apenas quando a densidade de ramais for inferior a 20 ramais/km. Também nesse caso, a IWA não recomenda a sua aplicação para a comparação entre distintos sistemas, mas somente para acompanhar a evolução das perdas em um determinado sistema.
Para as Perdas Totais (Reais + Aparentes), a IWA sugere o indicador técnico ligado à infraestrutura (ALEGRE, 2006).
Para as Perdas Aparentes, apenas recentemente foi proposto um indicador com a mesma concepção do IVI. O Índice de Perdas Aparentes - IPA relaciona o volume atual de Perdas Aparentes do sistema com um valor referencial, adotado como "5% do volume micromedido" (como visto anteriormente); assim, este indicador também é adimensional. Outro ponto importante é que sua proposta, e padrão mínimo aceitável, é para sistemas sem caixas d'água domiciliares (o que não é o caso do Brasil, em geral). Daí, seus valores, em sistemas com caixas d'água, serão fatalmente superiores, sendo praticamente impossível atingir o valor de IPA = 1 (RIZZO, 2007).
Evolutivamente, verifica-se que tem sido sugerido o indicador "volume anual perdido" em um sistema como adequado à definição de metas nos programas de redução de perdas (EUROPEAN COMMISSION, 2015).
Ao "velho" indicador percentual, a sua aplicação recomendada ficou restrita apenas quando se tratar de volumes (ou valores) faturados pela operadora. Deve ser lembrado que várias estruturas tarifárias das operadoras adotam o faturamento de 10 m^3 /mês (ou outro valor) como mínimo, mesmo que o volume mensal micromedido tenha sido inferior a esse valor; assim, os "índices de perdas de faturamento" tendem a ser inferiores aos índices de perdas que consideram apenas os volumes micromedidos efetivamente apurados nas leituras mensais dos hidrômetros.
O Quadro 2.3 apresenta, de forma sintética, os indicadores de perdas e suas aplicabilidades e restrições (LAMBERT, 2015).
Objetivo
Indicador de Performance para Vazamentos/Perdas Reais Volume por ano L/ramal.dia^ L/km.dia^ Percentual^
IVI, com a pressão Definição de metas e acompanhamento da performance, para um sistema individual
Sim, para grandes sistemas
Sim Sim Não
Somente se todo a gestão de pressão tiver sido implementada Performance técnica e comparação de diferentes sistemas
Não Não Não Não Sim
Conclusões gerais a partir de sistemas únicos ou múltiplos
Não Não Não Não
Sim, com outros fatores de contexto
Quadro 2.3 - Aplicações Recomendadas dos Indicadores de Perdas
Outro ponto importante na leitura dos indicadores refere-se às imprecisões na obtenção das variáveis que o compõem, o que resulta na existência de uma faixa estatística de variação do indicador calculado. Isto posto, a interpretação pura e simples do número resultante, sem a banda de precisão associada, não é técnica e absolutamente correta. Se não houver esse banda, a análise da tendência é mais importante do que o número em si (ver item 6.8 e Anexo 1).
O que se depreende, nesse tema sobre indicadores de perdas, é que não há nenhum indicador perfeito. Há vários relatos de problemas verificados na aplicação do IVI, por exemplo, em casos de pressões muito baixas (inferiores a 10 mca) ou setores com menos de 3.000 ligações. Ou nos casos em que há intermitência de abastecimento, em que se devem corrigir os volumes medidos por um fator igual a (24/nº de horas com o sistema pressurizado), para recompor condições próximas ao sistema integralmente pressurizado, de forma a não distorcer os números resultantes.
Há que se buscar esmero na apuração das variáveis dos indicadores e avaliar aquele(s) que melhor se adequa(m) ao caso ou aplicação em questão. Mesmo com todas as restrições ao seu uso generalizado, a utilização dos indicadores percentuais ainda é comum, dada a universalidade do seu entendimento, e a propensão à comparação dos números entre sistemas de abastecimento distintos é inevitável...
CONSUMOS NÃO MEDIDOS E NÃO FATURADOS
Esta parcela do Balanço Hídrico incorpora consumos autorizados (ou seja, não são fraudes, stricto sensu ), e que não têm medição e nem sofrem qualquer tipo de faturamento por parte da companhia ou operadora de saneamento. Estes volumes são representados, basicamente, por: