Resumo

O estudo teve por objetivo determinar a despesa com energia elétrica na lavagem de filtro rápido de uma estação de tratamento de água (ETA), cuja vazão é de 45 L/s. Para isso, foi realizado monitoramento hidroenergético para a análise do desempenho no bombeamento de água de lavagem. Adicionalmente, foi monitorada a qualidade da água do efluente de três lavagens no filtro 4 e realizado um levantamento das informações tarifárias de energia elétrica da unidade de tratamento. Com os resultados obtidos, observou-se que os valores de turbidez do efluente, ao final das três lavagens, no caso, 31, 30 e 27 UNT, não atingiram os limites mínimos recomendados na literatura técnica, que é de, pelo menos, 15 UNT. Foi observada também a dificuldade de prolongamento do tempo de lavagem, a fim de alcançar o padrão da literatura, pois o reservatório elevado (REL) de água de lavagem (água tratada), também alimenta a rede de distribuição, e poderia esvaziar completamente. Levando em conta essas limitações e a qualidade final do efluente de lavagem, observou-se que as lavagens devem ser finalizadas aos 380 segundos (6,3 minutos), tempo que consome um volume de 23,36 m3 /lavagem. A despesa de água de lavagem foi calculada em 1,36 R$/m3 , o que resultou no valor de 31,83 R$/lavagem. Para as lavagens de todos os filtros da estação, as despesas foram de 254,64 R$/dia, 7.639,20 R$/mês e 91.670,4 R$/ano. Esses valores são considerados elevados para o sistema de tratamento estudado.

Introdução

A diminuição dos níveis de água nos mananciais e o aumento do consumo de energia elétrica afetam significativamente o desempenho do setor produtivo brasileiro, exigindo ações do poder público para minimizar os riscos ambientais e as despesas relacionadas ao fornecimento de água e de energia elétrica.

Essa situação é marcante no setor de saneamento básico, tendo em vista que, para atender ao volume de água demandado nas cidades, existe a necessidade de se utilizar mananciais cada vez mais distantes, naturalmente aumentando o consumo e a despesa de energia elétrica.

De acordo com Brasil (2018), no ano de 2016, último ano computado no Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS), foi registrado consumo total de energia elétrica de 10.6 TWh nos Sistemas de Abastecimento de Água (SAAs) do Brasil.

No período de um ano, as despesas com energia elétrica nos setores de abastecimento de água e de esgotamento sanitário do Brasil aumentaram 5,48% (aproximadamente R$ 281,7 milhões), passando de R$ 5.136,24 milhões, no ano de 2015, (BRASIL, 2017) para R$ 5.417,9 milhões, em 2016 (BRASIL, 2018).

É importante observar que o maior consumo de energia elétrica ocorre no setor de abastecimento de água e que, progressivamente, aumenta a participação da energia elétrica nas despesas de exploração (DEX) dos prestadores de serviços de saneamento básico, sendo que a defasagem de dois anos para a publicação dessas informações no SNIS impossibilita a tomada de imediata de decisões para reduzir esse consumo.

Pereira e Condurú (2014) observam que a DEX está relacionada ao custo operacional na obtenção, no processamento e na distribuição de água, precisando ser verificada em todas as unidades, pelo fato de impactar diretamente na qualidade do serviço prestado e no valor da tarifa cobrada ao usuário

Entre os fatores relacionados ao aumento na despesa de energia elétrica, está o consumo de energia no horário de ponta (P) elétrico, que é definido pela concessionária de energia elétrica como o período de 3 horas consecutivas, em que o valor do kWh é mais elevado (BRASIL, 2010), podendo chegar a 8 vezes o valor normal da tarifa, dependendo da modalidade tarifária de enquadramento do sistema.

No atual cenário de aumento das despesas e de dificuldade para a aprovação de ajustes tarifários, os prestadores de serviço de saneamento básico precisam se atentar para a Resolução nº 1.859, de 27 de fevereiro de 2015, da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), pois as modificações no sistema tarifário, incluindo valores diferenciados por bandeiras tarifárias, resultam em aumento da despesa de energia elétrica na operação dos SAAs. Esse fato é comprovado pelo aumento do percentual de despesa com energia elétrica na DEX, que, entre os anos de 2013 e 2014, foi de 0,38% e, entre os anos de 2014 e 2015 (ano de publicação da Resolução nº 1.859 da ANEEL), subiu para 4,37%. Apesar do aumento nas despesas de energia elétrica, entre os anos de 2014 e 2015, houve redução no consumo de energia elétrica nos SAAs, sendo esse consumo, no ano de 2014, de 11.573.276,58 kWh, 5,26% acima do consumo de energia elétrica no ano de 2015 (BRASIL, 2015; 2016; 2017). Contudo, mesmo com a diminuição do consumo de energia elétrica, as despesas aumentaram, evidenciando a importância que deve ser atribuída à gestão das despesas de energia elétrica.

Nesse cenário, o pequeno controle dificulta a sustentabilidade econômico-financeira de muitos prestadores de serviços, principalmente com as falhas gerenciais ou operacionais aumentando o consumo e as despesas de energia elétrica nos SAAs. Com isso, a gestão hidroenergética das instalações é necessidade urgente e precisa de soluções para atender às demandas de água com a menor despesa de energia elétrica.

Apesar do desenvolvimento de importantes estudos de eficiência hidroenergética em SAAs, como os métodos de programação computacional propostos por Firmino et al. (2006), Cheung et al. (2003) e Gumier e Luvizotto Junior (2007) para a redução do consumo de energia elétrica e de perdas de água em unidades de bombeamento e distribuição, ainda é escasso o número de pesquisas relacionadas ao controle hidroenergético em estações de tratamento de água (ETAs).

Considerando-se a diferença entre os volumes de água na entrada e na saída da ETA, é preciso avaliar a quantidade que recebe energia elétrica no volume de água perdido ou utilizado na limpeza das instalações. De acordo com Brasil (2004), esse volume de água em ETAs brasileiras pode variar de 2 a 10% do volume total de água tratada.

Freitas et al. (2010) observam que a água utilizada para a retrolavagem de filtros rápidos pode apresentar cerca de 5% (ou mais) do volume de água tratada. Esses valores indicam a necessidade de os procedimentos hidroenergéticos serem aprimorados na rotina operacional das ETAs.

Assim, o objetivo do presente estudo foi realizar uma análise do desempenho hidroenergético para propor ações de redução do consumo e da despesa de energia elétrica na operação de lavagem de filtro rápido de ETA do tipo desferrização.

Autores: Raynner Menezes Lopes; Ananda Cristina Froes Alves; Jorge Fernando Hungria Ferreira; Marcelo Giulian Marques e José Almir Rodrigues.