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Análise de sistema de distribuição de água real no sul de Minas Gerais com o uso de sistema de informação geográfica

RESUMO

Controle de Perdas MG – As perdas físicas de água em uma rede de distribuição podem ser causadas pelo excesso de pressão na rede, erroneamente associada a bom atendimento. Assim, é necessário não apenas reduzir o excesso de pressão, mas também saber onde ocorrem as perdas para providenciar soluções. O uso de ferramentas, como o Sistema de Informações Geográficas, e as simulações computacionais da rede são essenciais para a redução de perdas. Foi então realizado o estudo de uma rede real de distribuição de água em uma região montanhosa do sul de Minas Gerais, por meio do levantamento do setor a ser estudado, com o uso desse sistema de informações, e então feitas três simulações com o uso do software Epanet 2.0, sendo uma delas o cenário-base de referência para comparação com os cenários onde se realizaram melhorias. Depois, foram feitos mapas com o uso de do mesmo sistema informacional para levantamento das pressões e das mudanças realizadas na rede. Também foi feita uma projeção populacional no horizonte de 20 anos, tomando como partida o ano de 2020, para verificar se os indicadores de eficiência energética decairiam ao longo do tempo, com o aumento da população. Assim, os resultados dos três cenários (base, 32 e 35) foram 57,4, 48,2 e 46,6%, respectivamente, indicando redução de perdas conforme a redução da pressão nos cenários, e os indicadores de eficiência energética mostraram uma queda ao longo do horizonte estudado, contudo aceitáveis. Conclui-se que o uso desse sistema aplicado à rede de distribuição de água contribuiu para as análises com vistas à redução das perdas reais e de eficiência hídrica e energética em redes de distribuição de água.

INTRODUÇÃO

Um bem essencial para a vida, a água doce tem-se tornado cada vez mais escassa. O aumento populacional aliado à ocupação desordenada das cidades fazem com que as grandes concentrações urbanas necessitem de maiores quantidades de água potável para atender à sua demanda, exercendo uma pressão cada vez maior sobre os recursos hídricos. Diante de um cenário de escassez hídrica, a busca de alternativas viáveis para atender à demanda por água encontra na eficiência hidroenergética a solução para reduzir as perdas em sistemas de abastecimento de água (SAA).

Um dos problemas das redes de abastecimento está relacionado às perdas de água reais, que resultam de vazamento nas tubulações durante os processos de captação no manancial, tratamento e distribuição até o consumidor final. Em 2016, o Brasil apresentou índices de perda na distribuição de 38,05%, distantes da realidade de países desenvolvidos, como Alemanha e Japão, que registraram perdas na casa de 11% no mesmo ano, mostrando a importância de reduzir as perdas no fornecimento de água potável à população por meio de estratégias que conciliem melhorias técnicas na operação e na gestão da rede.

As perdas reais nas redes de distribuição são uma das consequências das pressões excessivas utilizadas nas redes, bem como do envelhecimento das tubulações e até mesmo da falta de planejamento na sua expansão. Conforme estabelece a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a pressão estática máxima nas tubulações distribuidoras deve ser de 500 kPa (50 m.c.a.) e a pressão dinâmica mínima, de 100 kPa (10 m.c.a.), de modo a garantir o fornecimento adequado para os consumidores sem prejuízos ao seu funcionamento (ABNT, 2017). Fator importante numa rede de distribuição de água, a eficiência energética é definida por Cheung et al. (2010) como a capacidade de realizar um serviço ou produzir um bem com uma quantidade de energia inferior à normalmente consumida, sem prejuízos para sua qualidade, conforto e eficiência. Os mesmos autores associam eficiência energética a menores pressões na rede e, naturalmente, ao menor consumo de energia para bombeamento.

Por outro lado, a confiabilidade hidráulica tende a buscar soluções com mais pressão, de forma que o sistema tenha pressão suficiente para suprir a demanda no caso de falha. Tal abordagem, porém, é considerada inadequada, uma vez que pressões excessivas não são sinônimo de bom atendimento, mas sim de desperdício de energia e riscos de avarias na tubulação. Assim, para colaborar com a gestão do SAA, visando ao aumento de sua eficiência, podem-se empregar ferramentas computacionais que possibilitam utilizar modelos para simular e obter valores detalhados do funcionamento da rede, tais como o simulador hidráulico computacional Epanet, que permite simulações estáticas e dinâmicas de sistemas de distribuição de água por meio de modelos com informações físicas do sistema (topografia, comprimentos e diâmetros de tubulações, rugosidade, consumos nos nós e níveis dos reservatórios). Nas simulações estáticas, todas as demandas e operações são constantes no tempo e uma única solução é obtida. Nas análises dinâmicas, consideram-se variações nas demandas, nos níveis de reservatórios e nas condições operacionais, com isso, é possível obter uma série de soluções.

Autores:  Cláudio Lindenberg de Freitas, Fernando das Graças Braga da Silva, Alex Takeo Yasumura Lima Silva, Matheus David Guimarães.

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