vrp

REDUÇÃO E CONTROLE DE PERDAS FÍSICAS DE ÁGUA ATRAVÉS DA IMPLANTAÇÃO DE
VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO (VRP) COM CONTROLE INTELIGENTE, PESQUISA E
ELIMINAÇÃO DE VAZAMENTOS NO MUNICÍPIO DE SÃO CAETANO DO SUL
Denis Striani
Cargo atual: Diretor Técnico do Departamento de Água e Esgoto de São Caetano do Sul
Formação: Engenheiro Naval – Escola Politécnica da USP – 1975
Administração de Empresas – Faculdade de Economia e Administração – FEA-USP
Especialização: Hidráulica Aplicada
Área de atuação: Saneamento Ambiental
ENDEREÇO:
Av. Fernando Simonsen, 303 - Bairro Cerâmica - CEP: 09540-230 - São Caetano do Sul – SP
e-mail: [email protected]
Alexandre Ferreira Lopes
Cargo atual: Gerente de Operações da empresa ENOPS Engenharia Ltda.
Formação: Engenheiro Químico – FAAP – 1994
Especialista em Engenharia de Saneamento Básico – FSP-USP – 2002
MBA em Gestão Empresarial – FGV – 2003
Área de atuação: Saneamento Ambiental
ENDEREÇO:
Rua Dona Eponina Afonseca, 168 - Granja Julieta - CEP: 04720-010 - São Paulo – SP
e-mail: [email protected]
DECLARAÇÃO DO AUTOR:
A água é o constituinte mais característico da Terra, ingrediente essencial da vida e talvez, o
recurso natural mais precioso que o planeta fornece à humanidade. No entanto, ainda neste
século, a água se tornará um recurso natural cada vez mais escasso. Nas áreas de grande
conglomerado urbano, onde a água potável é mais necessária e fundamental, decisivamente ela
se valorizará. Os altos índices de perdas de água que ocorrem na rede de distribuição
representam, além de um prejuízo ambiental, um problema social e econômico para as empresas
de abastecimento de água e saneamento, uma vez que, estas perdas geram gastos cada vez
maiores que literalmente vão para o ralo. Desta forma, reduzir estas perdas na distribuição de água
é uma ação determinante e de suma importância, tanto no âmbito ambiental e social, como
também um fator positivo de economia para as empresas e para a população.
PALAVRAS CHAVE:
VRP, Controle de Pressão, Perdas Físicas, Vazamentos
OBJETIVO:
Descrever a utilização de válvulas redutoras de pressão e de controladores lógico
programáveis como ferramentas de combate a perdas físicas de água no Município de São
Caetano do Sul pelo Departamento de Água e Esgoto deste Município, DAE SCS.
METODOLOGIA:
O DAE SCS vem implantando há alguns anos um Programa de Controle e Redução de
Perdas de Água no seu Município. Esse Programa conta com diversas ações e projetos em
andamento tais como: Reuso de água, Projeto Amigo da Água, palestras em empresas sobre uso
racional da água, campanhas institucionais contínuas evitando o desperdício junto à população,
medidas para evitar furtos em hidrantes, adoção de unidades de ligação, remanejamento e limpeza
de rede, entre outras.
Em meados de novembro de 2002 o DAE SCS deu início a uma nova atividade de combate
às perdas físicas de água. Essa atividade foi a instalação de mais duas Válvulas Redutora de
Pressão (VRP) no seu sistema de distribuição de água e a retomada de outras três VRP´S já
existentes e que estavam fora de operação (VRP Prosperidade – Ø150mm , VRP Nestor Moreira –
Ø75mm e VRP Tocantins – Ø100mm).
A instalação de uma VRP, reduzindo e controlando a pressão dentro de uma área a ser
abastecida, é o caminho mais simples e de resultados imediatos para reduzir a perda de água em
uma tubulação. Adotando a política de instalação de VRP´S, o DAE SCS objetivou atuar no fator
que mais diretamente influencia nos vazamentos, a pressão interna em uma tubulação. A pressão
interna em uma tubulação é tanto a geradora dos vazamentos como também a responsável pelo
incremento do volume perdido através deles.
Porém a prática de instalação de VRP´S não é a única maneira de controlar a pressão.
Existem outros modos de controle e que devem preceder uma instalação de uma VRP. São eles:
• Setorização da área abastecida para adequá-las às condições topográficas, podendo significar
a instalação de um sistema elevatório para abastecer uma área crítica, reforço ou limpeza e
reabilitação de trechos da rede;
• Alteração de curva de bomba para adequá-la à demanda; instalação de sistema de variação de
vazão;
A redução de pressão através da aplicação de uma VRP traz alguns benefícios, como:
• Redução do volume perdido através dos vazamentos;
• Redução do consumo diretamente relacionado com pressão, tais como: lavagem de carros e
calçadas, irrigação de jardins;
• Redução da ocorrência de vazamentos;
• A estabilização da pressão diminui a possibilidade de fadiga das tubulações inclusive nas
instalações internas aos usuários;
• Estabelece um abastecimento mais constante à população. Grandes variações de pressão ao
longo do dia podem dar a impressão de um abastecimento deficiente, e ainda, pressões
desnecessariamente altas geram para o usuário a expectativa errônea de que o abastecimento é
adequado;
• Permite regular a demanda em casos de racionamento.
Para iniciar as instalações das VRP´S em São Caetano, foi necessário primeiramente
realizar um estudo dos três Setores de Abastecimento da cidade, em que foram atualizados todos
os limites existentes destes Setores nas plantas. Com os limites atualizados, foi feita uma análise
das áreas que apresentavam pressões maiores que 60 mca e áreas que apresentavam pressões
entre 30 e 60 mca. A partir destes indicadores foram traçadas todas as áreas passíveis de
instalação de VRP, chamadas de Subsetor, totalizando um número de 18 Sub-Setores de VRP´S.
Neste mesmo estudo, foi definido que, das três VRP´S existentes, uma seria desativada (VRP
Prosperidade), uma poderia no futuro ser englobada por uma outra VRP (VRP Nestor Moreira) e a
outra permanecer no mesmo local (VRP Tocantins).
Das 18 VRP´S definidas no estudo de instalação, o DAE SCS priorizou a instalação de duas
VRP´S no Setor de Abastecimento que tinha os maiores índices de perdas. Essas duas VRP´S
foram denominadas de VRP Campos Salles e VRP Flórida.
Após a definição dos Subsetores, foram realizadas as outras atividades de uma instalação
de VRP como: delimitação física do Subsetor, fechamento do Subsetor, teste de estanqueidade,
medições de pressão e vazão, dimensionamento, avaliação teórica do retorno do investimento da
VRP, projeto hidráulico, obra de instalação do conjunto hidráulico e da caixa de abrigo, préoperação e calibração da VRP, avaliação real do retorno do investimento após a instalação da
VRP e pesquisa de vazamentos no Subsetor após a instalação da VRP.
Ao término destas etapas, o DAE SCS ficou com quatro VRP´S operando em seu sistema de
distribuição de água, totalizando 49 Km de rede protegida por VRP´S de um total de 393 Km de
rede em todo o Município.
Com o bom desempenho destas quatro VRP´S, o DAE SCS prosseguiu com a sua política
de redução de perdas através da instalação de VRP e hoje conta com mais uma em seu sistema
de distribuição, denominada VRP Manoel Coelho. Esta VRP é a que apresenta a maior extensão
de rede (33 Km) e a que tem os melhores resultados de retorno do investimento.
RESULTADOS:
Com as implantações das VRP´S no sistema de distribuição de água, o DAE SCS conseguiu
obter os resultados mostrados nos quadros seguintes:
Nestor
Moreira
Tocantins
Campos
Salles
Flórida
Manoel
Coelho
DN (mm)
75
100
150
200
250
Extensão de rede (Km)
6
8
11
24
33
4.992,24
7.072,50
8.424,54
20.241,67
38.551,00
4.223,98
6.404,11
6.939,50
16.446,10
28.993,00
-
-
6.281,20
14.306,80
18.865,00
3.292,54
2.864,53
9.185,76
25.435,15
84.368,57
Custo de instalação da VRP +
pesquisa de vazamentos
-
-
R$
65.988,54
R$
90.834,88
R$
126.707,03
Retorno do investimento
(meses)
-
-
10,1
5,0
2,1
VRP
Vol. antes da calibração da
3
VRP (m /semana)
Vol. após a calibração da
3
VRP (m /semana)
Vol. após a pesquisa de
vazamentos + VRP
(m³/semana)
Volume economizado
(m3/mês)
VRP
Nestor Moreira
Tocantins
Campos Salles
Flórida
Manoel Coelho
Total economizado
Total economizado por VRP
Total economizado por VRP
3
(m /mês)
3.292,54
2.864,53
9.185,76
25.435,15
84.368,57
125.146,55
(L/s)
1,27
1,11
3,54
9,81
32,55
48,28
De acordo com os quadros mostrados anteriormente temos:
• Volume economizado com as 5 VRP'S operando = 125.146,55 m³/mês
• Custo da água comprada pelo DAE SCS junto a SABESP = R$ 0,843/m³
• Valor total da água economizada com as 5 VRP'S operando = 125.146,55 m³/mês x R$
0,843/m³ = R$ 105.498,54/mês
• Valor total do investimento feito pelo DAE SCS com as VRP´S = R$ 326.086,76
• Retorno do investimento = R$ 326.086,76 ÷ R$ 105.498,54 = 3,09 meses
Portanto, conforme mencionado acima, o retorno de todo o investimento feito pelo DAE SCS
através da implantação de VRP´S em seu sistema de distribuição de água, contabilizando o
volume de água economizado após a instalação das VRP´S e após a pesquisa de vazamento foi
da ordem de 3,09 meses.
Para exemplificar melhor o retorno e volume economizado com a instalação de uma VRP,
mostraremos o gráfico abaixo o qual ilustra a situação ocorrida com a VRP Manoel Coelho nas três
situações:
• Semana de 27/10/03 a 02/11/03 – Volume consumido antes da operação da VRP – 38551
m³/semana
• Semana de 17/11/03 a 23/11/03 – Volume consumido após a instalação da VRP – 28993
m³/semana
• Semana de 02/02/04 a 08/02/04 – Volume consumido após a instalação da VRP e após a
pesquisa de vazamentos – 18865 m³/semana
Gráfico de vazão da VRP Manoel Coelho mostrando três situações (antes e depois da calibração da VRP e após a pesquisa de
vazamentos)
300
280
260
240
220
Vazão (m³/h)
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
D
om
in
g
o
o
ad
Sá
b
xt
a
Se
nt
a
Q
ui
rta
Q
ua
Te
rç
a
Se
gu
nd
a
0
Hora (hh:mm:ss)
27/10/03 a 02/11/03
17/11/03 a 23/11/03
02/02/04 a 08/02/04
CONSIDERAÇÕES FINAIS:
A redução de perdas físicas através do controle e redução de pressões e eliminação de
vazamentos é uma ferramenta de grande eficácia por atuar na causa geradora dos vazamentos
que são as pressões elevadas e as grandes oscilações de pressões. Porém vale salientar, que
esta metodologia de combate a perdas deve ser aplicada em locais que favoreçam a sua
implantação ou seja, que apresentem situações topográficas e de abastecimento adequados e que
viabilizem a maximização de resultados tanto em volume recuperado como retorno do
investimento.
BIBLIOGRAFIA:
ENOPS ENGENHARIA LTDA. Relatório de implantação do sistema de redução e controle
de pressões – VRP Campos Salles. São Paulo: 2003
ENOPS ENGENHARIA LTDA. Relatório de implantação do sistema de redução e controle
de pressões – VRP Flórida. São Paulo: 2003
ENOPS ENGENHARIA LTDA. Relatório de calibração do sistema de redução e controle de
pressões – VRP Nestor Moreira. São Paulo: 2003
ENOPS ENGENHARIA LTDA. Relatório de implantação do sistema de redução e controle de
pressões – VRP Tocantins. São Paulo: 2003