ANÁLISE ESTRATÉGICA DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE … Marcos Abi... · Quadro 16 – Comparativo...

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE ESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO LABORATÓRIO DE TECNOLOGIA, GESTÃO DE NEGÓCIOS E MEIO AMBIENTE

MESTRADO EM SISTEMAS DE GESTÃO

MARCOS ABI-RAMIA CHIMELLI

ANÁLISE ESTRATÉGICA DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA:

ESTUDO DE CASO DE ITABORAÍ

Dissertação apresentada ao Curso de

Mestrado em Sistemas de Gestão da

Universidade Federal Fluminense como

requisito parcial para obtenção do grau de

Mestre em Sistemas de Gestão. Área de

Concentração: Organizações e Estratégia.

Linha de Pesquisa: Sistema de Gestão do Meio

Ambiente.

Orientador:

Prof. Sérgio Ricardo da Silveira Barros, D.Sc.

Niterói, RJ

2016

Ficha Catalográfica

C 538 Chimelli, Marcos Abi-Ramia. Análise estratégica do sistema de abastecimento de água:

estudo de caso de Itaboraí / Marcos Abi-Ramia Chimelli. – Niterói, RJ: 2016.

146 f. : il. color. Orientador: Sérgio Ricardo de Silveira Barros. Dissertação (Mestrado em Sistema de Gestão) –

Universidade Federal Fluminense. Escola de Engenharia, 2016.

Bibliografia: f. 130-146. 1. Abastecimento de água. 2. Recurso hídrico. 3.

Automação. I. Título. CDD 628.1

Ao meu pai, Victor (in memorian), cuja

perseverança, força de vontade, apoio e

exemplo de vida estão enraizados e

presentes em todas as minhas

conquistas. A minha mãe Ivette por todo

carinho, zelo e dedicação em todos os

dias de minha vida.

AGRADECIMENTOS

A minha esposa Sandra, companheira e cúmplice de todos os momentos, o

meu obrigado por todos os sorrisos. Pelo incentivo e determinação em mais esta

empreitada que foi o Mestrado. Muito importante em todos os momentos de minha

vida.

As minhas filhas Bárbara e Victória, e a Leonardo, a quem aprendi a amar

como filho, pelo incentivo, paciência, apoio e resignação. Sempre alegres e

participativos, para quem procuro ser exemplo, e muitas vezes tenho como modelos.

Por todos os momentos felizes que me fizeram e me fazem passar. Espero estar

sempre à altura das expectativas de vocês. Amo vocês.

Ao Corpo Deliberativo do TCE-RJ, que, pelo conjunto de seus membros, criou

mecanismos permanentes, por meio da ECG, para viabilizar o aprimoramento

acadêmico e profissional dos servidores, entendendo que, mais do que uma

oportunidade pessoal, isto é elemento de crescimento institucional do próprio TCE-

RJ.

Ao meu “Mentor” José Maurício de Lima Nolasco pelo acolhimento como a um

filho. Pela participação incondicional de todos os momentos. Responsável e

incentivador na continuidade da minha formação, complementando todo o legado

construído pelos meus pais.

Aos “Prodígios” da turma 2012 B, Sandra Chimelli, André Araújo, Robson

Araujo, Gabriela Nicolino e Isabela Petra, por transformarem as sextas-feiras e os

sábados nos melhores dias da semana. Pelo carinho, alegria e cumplicidade

emanados no dia a dia de convívio, transformados numa união que supera muitos

laços sanguíneos. Meu enorme respeito e consideração por vocês aonde vocês

estiverem.

Ao meu orientador, doutor Sérgio Ricardo da Silveira Barros, pelo seu

conhecimento, auxílio e paciência a mim dispensado, quando da realização deste

trabalho.

À CEDAE, na pessoa do seu Presidente, Engenheiro Jorge Luiz Ferreira

Briard, por autorizar o levantamento e a utilização das informações para formação

desta Dissertação.

À CEDAE, mais especificamente a Diretoria de Distribuição e

Comercialização do Interior nas pessoas do seu Diretor, Engenheiro Heleno Silva de

Souza, amigo de longa data, sempre solicito e prestativo, seu Assessor, Geólogo

Paulo Roberto Cruz Soares, incansável, prestativo, paciente e amigo, da Assistência

Técnica Regional, Gerência Leste, na pessoa de seu Assistente, meu amigo José

Alexandre Silva dos Santos, e do Coordenador Técnico Regional, meu primo André

Bianchini Antonio, sempre dispostos e prestativos na tarefa de ajudar nos

levantamentos dos dados necessários para esta Dissertação.

Ao meu irmão Engenheiro Armando Costa Vieira Junior – Gerente, da

Gerência Regional do Centro, da Diretoria de Distribuição Metropolitana, pelo apoio

e disponibilidade para informações e dúvidas.

Aos meus “irmãos” Júlio Cesar Bastos Croce, Alex Ferreira Lameira e Márcio

Guedes, que me apoiaram e se desdobraram no dia a dia do serviço no TCE-RJ,

para que eu pudesse concluir esta jornada.

Aos amigos da Coordenadoria de Engenharia – CEN, do Tribunal de Contas

do Estado do Rio de Janeiro, pelo apoio, ajuda e incentivo deste Mestrado.

RESUMO

A água é um recurso imprescindível para a vida humana, para suas atividades econômicas, alimentação e sobrevivência. Como um dos recursos naturais de maior importância, é um dos que mais sofre com a degradação humana, tornando-se cada dia mais escasso, com redução preocupante em relação ao volume ainda potável para consumo humano. O presente trabalho tem como objetivo central, analisar o abastecimento de água na região de Itaboraí, município do Rio de Janeiro, apresentando ferramenta para redução de perdas e aumento da eficiência no sistema. Há uma demanda para que as companhias de abastecimento passem a otimizar seus sistemas, controlando os desperdícios e as perdas, podendo aumentar a eficiência do serviço, reduzir custos e otimizar receitas. Dentre as ferramentas mais utilizadas por diversas companhias de abastecimento, está a automatização do sistema, bem como o Método de Análise e Solução de Problemas de Perdas D’água e de Faturamento (MASPP), que é uma metodologia com base nos preceitos da melhoria contínua e da gestão de qualidade, que é aplicada em quase todos os grandes sistemas de abastecimento, como o da SABESP, em São Paulo e, ainda que apresentando resultados incipientes, demonstra potencial de eficiência e verdadeira redução das perdas e desperdícios. A justificativa para a escolha do tema se deu pela premência de tratar sobre a sustentabilidade dos recursos hídricos, da necessidade de se alcançar a eficiência e eficácia do atendimento à população, a melhoria de arrecadação que será revertida em melhorias na qualidade dos serviços pelas características de empresa pública, além da expectativa de contribuir para o âmbito acadêmico. O método de pesquisa empreendido segue natureza qualitativa, com pesquisa do tipo bibliográfica e exploratória.

Palavras chave: Sistema de abastecimento de água; Recursos hídricos; Automação.

ABSTRACTS Water is a vital resource for human life, economic activities, food and survival. As one of the natural resources of greater importance, is the one who suffers most from human degradation, becoming scarcer day with worrying reduction in relation to the volume still safe for human consumption. This study was aimed to analyze the water supply in Itaboraí region, municipality of Rio de Janeiro, presenting tool to reduce losses and increase efficiency in the system. There is a demand for the supply companies start to optimize their systems, controlling waste and losses and may increase service efficiency, reduce costs and optimize revenues. Among the tools most used by different supply companies, is the system automation, as well as the Analysis Method and Solution of Water Loss Issues and Billing (MASPP), which is a methodology based on the principles of continuous improvement and quality management, which is applied in almost all the major supply systems, such as SABESP in São Paulo and, although presenting incipient results, demonstrates efficiency potential and actual reduction of losses and waste. The rationale for the choice of subject was due to the urgency to address the sustainability of water resources, the need to achieve efficiency and effectiveness of services to the population, improvement of storage that will be reversed in improvements in the quality of services by feature public company, beyond expectation to contribute to the academic environment. The research method undertaken following qualitative nature, with the bibliographical research and exploratory.

Keywords: Water supply system; Water resources; Automation.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Relação entre níveis de planejamento, decisão e abrangência ............ 27

Figura 2 – Abordagem de melhoria contínua PDCA .............................................. 27

Figura 3 – Divisão das Regiões Hidrográficas do Estado do Rio de Janeiro ......... 41

Figura 4 – Ilustração simplificada de um sistema de abastecimento hídrico .......... 43

Figura 5 - Parcelas das perdas de água (reais e aparentes) em relação ao ........ 54

volume que entra no sistema

Figura 6 – Tipos de vazamentos em rede de distribuição ...................................... 55

Figura 7 – Perda aparente: derivação de ramal ..................................................... 57

Figura 8 – Perda aparente: by-pass ....................................................................... 57

Figura 9 - Perda aparente: ligação clandestina ...................................................... 58

Figura 10 – Formas de perda de água evidenciadas ............................................. 60

Figura 11 – Crescimento natural das perdas e desafio de solução ........................ 62

Figura 12 – Fluxo metodológico ............................................................................. 76

Figura 13 – Organograma da CEDAE .................................................................... 81

Figura 14 – Divisão Administrativa do Município .................................................... 83

Figura 15 – Mananciais de Serra que atendem ao Sistema de Abastecimento ..... 85

de Itaboraí

Foto 1 – Captação Jacutinga .................................................................................. 87

Foto 2 – Captação Apolinário ................................................................................. 87

Foto 3 – Captação Córrego Grande ....................................................................... 87

Foto 4 – Captação Souza ....................................................................................... 88

Foto 5 – Captação Paraíso..................................................................................... 88

Figura 16 – Configuração do Sistema existente ..................................................... 89

Figura 17 – Sistema Integrado Imunana-Laranjal/Itaboraí ..................................... 91

Figura 18 – Região de Captação de Água da CEDAE ........................................... 92

Figura 19 – Detalhes da Captação de Água da CEDAE no rio Macacu ................. 93

Foto 6 – Captação e estação elevatória de água bruta Imunana - Laranjal ........... 94

Figura 20 - Estação Elevatória de Água Bruta Imunana – Laranjal ........................ 94

Corte Transversal

Foto 7 – Complexo das estações elevatórias de água bruta do Imunana .............. 95

Figura 21 – Configuração do sistema ampliado ..................................................... 99

Figura 22 – Sistema Integrado Imunana – Laranjal/Itaboraí – Ampliado................103

Figura 23 - Arranjo do Sistema de Água da CEDAE que atende Itaboraí..............111

(área de cobertura em vermelho)

Figura 24 – Representação espacial dos índices médios de atendimento............112

Urbano

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Índices de perdas de faturamento (%) dos prestadores de serviços .. 52

de abrangência regional – ano base 2010

Quadro 2 – Índices de perdas de faturamento (%) dos prestadores de serviços ... 53

de abrangência regional

Quadro 3 – Características das perdas reais e perdas aparentes ......................... 58

Quadro 4 – Evolução da métrica das perdas ......................................................... 59

Quadro 5 – População Abastecida ......................................................................... 86

Quadro 6 – População atendida 1986-2010 ........................................................... 100

Quadro 7 – População atendida 2011-2015 ........................................................... 105

Quadro 8 – Reservatórios de distribuição que atendem a Itaboraí ........................ 107

Quadro 9 – Estações Elevatórias de Água Tratada – EEAT .................................. 108

Quadro 10 – Estações de Tratamento de Água - ETAs ......................................... 109

Quadro 11 – Diâmetro das tubulações existentes e extensões .............................. 109

Quadro 12 – População urbana e crescimento populacional anual do ................. 113

município de Itaboraí

Quadro 13 – População Total estimada do município de Itaboraí .......................... 114

Quadro 14 – Projeção populacional com o modelo polinomial de segunda .......... 115

ordem

Quadro 15 – Demanda necessária de abastecimento ao final do período ............. 116

Quadro 16 – Comparativo da população existente com a vazão de produção ...... 117

e o déficit existente

Quadro 17 – Relação Metas e Níveis de Planos .................................................... 125

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1 – Distribuição dos Recursos Hídricos no Brasil ...................................... 36

Gráfico 2 – Crescimento Populacional – Série Histórica população urbana e ....... 83

rural de Itaboraí

Gráfico 3 – Índice de crescimento .......................................................................... 84

Gráfico 4 – População Total x População Atendida 1986-2010 ............................. 101

Gráfico 5 – Índice de atendimento 1986-2010........................................................ 101

Gráfico 6 – Índice de perdas na distribuição 2000-2010 ........................................ 102

Gráfico 7 – População Total x População Atendida 2011-2015 ............................. 106

Gráfico 8 – Percentual atendida 2011-2015 ........................................................... 106

Gráfico 9 – A evolução do índice de perdas no município de Ponta Grossa .......... 124

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

A Área da ruptura na tubulação

AAB Adutora de Água Bruta

AAT Adutora de Água Tratada

ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental

ADA Área Diretamente Afetada

AID Área de Influência Direta

AMT Altura manométrica total

ANA Agência Nacional de Águas

ANF Água Não Faturada

APA Área de Proteção Ambiental

ATR-GLE Assistência Técnica Regional-Gerência Leste

BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento

BNH Banco Nacional da Habitação

BR Brasil

BCS Balanced Scorecard

CAD Software de Projetos

CAGEPA Companhia de Água e Esgotos da Paraíba

CBH Comitê de Bacia Hidrográfica

CCO Centro de Controle Operacional

CEDAE Companhia Estadual de Águas e Esgotos

CEDAG Companhia de Águas do Estado da Guanabara

CERHI-RJ Conselho Estadual de Recursos Hídricos do Estado do Rio de Janeiro

CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo

CLP’s Controladores lógicos programáveis

COMPERJ Complexo petroquímico do Rio de Janeiro

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

CONLESTE Consórcio Intermunicipal de Desenvolvimento do Leste Fluminense

COPPETEC Fundação Coordenação de Projetos, Pesquisas e Estudos

Tecnológicos

CPP Comunidade de Pequeno Porte

DGRH Diretora de Gestão dos Recursos Hídricos

DMC Distrito de Medição e Controle

EEAB Estação Elevatória de Água Bruta

EEAT Estação Elevatória de Água Tratada

EIA Estudo de Impacto Ambiental

EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

EPANET Aplicativo Computacional (Modelo de Simulação)

ESAG Empresa de Saneamento do Estado da Guanabara

ETA Estação de Tratamento de Água

FEC-UFF Fundação Euclides da Cunha – Universidade Federal Fluminense

FEEMA Fundação Estadual de Engenharia de Meio Ambiente

FGV Fundação Getúlio Vargas

FUNASA Fundação Nacional de Saúde

FUNDRHI Fundo Estadual de Recursos Hídricos

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

IEF Instituto Estadual de Florestas

IHM Interfaces homem/máquina

ILI Infrastructure Leakage Index

INEA Instituto Estadual do Ambiente

IP Índice de Perdas na Distribuição

IPL Índice de Perdas por Ligação

IWA International Water Association

K1 Coeficiente de máxima vazão diária

K2 Coeficiente de máxima vazão horária

kg Quilograma

km Quilometro

kPa Quilo Pascal (unidade métrica)

kwh Quilowatt-hora (medida de energia elétrica)

l/s Litros por Segundo (unidade de medida de vazão)

LEED Leadership in Energy and Environmental Design

m³ Metro Cúbico

MASPP Método de Análise e Soluções de Problemas para Perdas

mca metros de coluna d’água

NBR Norma Brasileira

ONU Organização das Nações Unidas

P População de alcance da área de projeto (habitantes)

PDCA Planejar, Desenvolver, Checar, Atuar

PDRH Plano Diretor de Recursos Hídricos

PERHI Plano Estadual de Recursos Hídricos

PH Unidade de Medição de Alcalinidade e Neutralidade

PIMS Sistema de Gerenciamento de Informações de Processos

PLANASA Plano Nacional de Saneamento

PMI Prefeitura Municipal de Itaboraí

PMSB Plano Municipal de Saneamento Básico

PNRH Política Nacional de Recursos Hídricos

PNCDA Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água

PURA Programa de Uso Racional da Água

Q Demanda

q consumo per capita per diem

RFFSA Rede Ferroviária Federal Sociedade Anônima

RH Região Hidrográfica

RIMA Relatório de Impacto Ambiental

RMRJ Região Metropolitana do Rio de Janeiro

SAA Sistema de Abastecimento de Água

SABESP Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo

SAI Sistema de Abastecimento de Itaboraí

SANEPAR Companhia de Saneamento do Paraná

SANERJ Companhia de Saneamento do Estado do Rio de Janeiro

SCADA Supervisory Control and Data Acquisition

SCOA Sistema de Controle Operacional de Adução

SEGRHI Sistema Estadual de Gerenciamento de Recursos Hídricos

SERLA Superintendência Estadual de Rios e Lagoas

SIG Sistema de Informações Geográficas

SNIS Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento

SNRH Sistema Nacional de Recursos Hídricos

SSD Sistema de Suporte à Decisão

UNESCO Organização das Nações Unidas para Educação, Ciência e Cultura

UNICEF United Nations Children's Fund

VD Volume Disponibilizado

VU Volume Utilizado

UTR Unidade Terminal Remota

VRP Válvula Redutora de Pressão

WATERCAD Aplicativo Computacional (Modelo de Simulação)

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 18

1.1 FORMULAÇÃO DA SITUAÇÃO PROBLEMA .................................................. 20

1,2 QUESTÃO DE PESQUISA ............................................................................... 20

1.3 OBJETIVOS DA PESQUISA ............................................................................ 21

1.3.1 Objetivo geral .............................................................................................. 21

1.3.2 Objetivos específicos .................................................................................. 21

1.4 DELIMITAÇÃO DE PESQUISA ........................................................................ 21

1.5 IMPORTÂNCIA E JUSTIFICATIVA DO ESTUDO ............................................ 22

1.6 ESTRUTURA DO ESTUDO ............................................................................. 22

2 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................. 24

2.1 ATENDIMENTO SUSTENTÁVEL .................................................................... 24

2.2 PLANEJAMENTO NOS SERVIÇOS PÚBLICOS ............................................. 26

2.2.1 Planejamento estratégico ........................................................................... 28

2.2.2 Planejamento tático..................................................................................... 28

2.2.3 Planejamento operacional .......................................................................... 28

2.3 RECURSOS HÍDRICOS................................................................................... 29

2.3.1 Escassez dos recursos hídricos ................................................................ 32

2.3.2 Gestão dos recursos hídricos no Brasil .................................................... 34

2.3.3 Gestão dos recursos hídricos no Estado do Rio de Janeiro ................... 39

2.4 GESTÃO DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO ........................................ 42

2.4.1 Operação de um sistema de abastecimento de água .............................. 44

2.4.2 Operação de sistemas de reservação ....................................................... 46

2.5 CONTROLE DE PERDAS ................................................................................ 47

2.5.1 Perdas hídricas ............................................................................................ 51

2.5.2 Automação e modelagem ........................................................................... 63

2.5.3 Previsão de demanda .................................................................................. 72

3 METODOLOGIA ................................................................................................ 74

3.1 LEVANTAMENTO DE INFORMAÇÕES CADASTRAIS DO SISTEMA ............ 76

3.2 DIAGNÓSTICO DO SISTEMA ......................................................................... 77

3.3 DEFINIÇÃO DE DEMANDA PROJETADA ....................................................... 77

3.4 PROPOSTA DE MELHORIA DO SISTEMA... .................................................. 77

3.5 PROPOSTA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO DO SISTEMA ........................ 78

4 ESTUDO DE CASO ............................................................................................ 80

4.1 CARACTERIZAÇÃO DO ESTUDO DE CASO ................................................. 80

4.2 LEVANTAMENTO DE INFORMAÇÕES CADASTRAIS DO SISTEMA ............ 84

4.2.1 Sistema de abastecimento até 1997 .......................................................... 84

4.2.2 Concepção do sistema de abastecimento a partir de 1998 ..................... 90

4.2.3 Ampliação do sistema de abastecimento em 2011 .................................. 102

4.3 DIAGNÓSTICO DO SISTEMA EXISTENTE .................................................... 111

4.4 PROJEÇÃO DA POPULAÇÃO E DA DEMANDA NECESSÁRIA .................... 113

4.5 PROPOSTA DO PLANO ESTRATÉGICO PARA AUTOMAÇÃO .................... 116

DO SISTEMA

4.5.1 Proposta de melhoria do sistema .............................................................. 117

4.5.2 Automação do sistema de abastecimento de água ................................. 119

5 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 126

REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 130

18

1 INTRODUÇÃO

Nos dias atuais a sociedade sente na pele as consequências da degradação

que o meio ambiente vem sofrendo por conta das ações do ser humano há séculos.

Um dos recursos naturais que mais enfrentam maior escassez no momento é a

água, elemento vital para a sobrevivência do ser humano, animais, vegetais e

plantas, que também são utilizados para alimentar e contribuir para a sobrevivência

e qualidade de vida do homem.

É possível considerar a água como um dos recursos naturais mais

indispensáveis à vida humana, animal e vegetal do planeta. Seja na função de

componente bioquímico de seres vivos, ou então como meio de vida para diversas

espécies tanto vegetais quanto animais, a água também é essencial para fomentar o

desenvolvimento de basicamente todas as atividades realizadas pelo homem no

planeta, sejam de natureza urbana, industrial ou mesmo agropecuária.

Para além, também é da água a responsabilidade pela oferta de equilíbrio

térmico da Terra. Ainda que 75% da superfície terrestre sejam coberta por água,

somente, aproximadamente 1% da água existente em todo o planeta – percentual

formado por rios e lagos – se encontra disponível para uso humano, com

potabilidade suficiente para atender às suas necessidades.

O Brasil conta com recursos hídricos em abundância, o que levou à

disseminação de uma cultura de despreocupação e desperdício de água. No

entanto, o País enfrenta problemas gravíssimos: muitos cursos d’água sofrem com

poluição por esgotos domésticos e dejetos industriais e agrícolas, e falta proteção

para os principais mananciais (FERRAZ et al., 2011).

O uso sustentável dos recursos hídricos depende do conhecimento da

comunidade sobre as águas de sua região e de sua participação efetiva em seu

gerenciamento (FERRAZ et al., 2011).

A progressiva deterioração dos rios e mananciais de abastecimento e o

agravamento de conflitos entre os diversos setores usuários das águas forçaram o

início das discussões sobre a situação e o futuro das águas em todo o mundo.

Elaborado pelo Banco Mundial, o relatório Water Resources Management Policy

Paper - Organização das Nações Unidas (ONU) (1993), apresenta diversas

propostas relacionadas ao uso dos recursos hídricos dentre os quais se destaca o

gerenciamento adequado dos sistemas de abastecimento urbanos e a necessidade

19

premente de implementação de políticas e programas voltados à conservação e uso

racional da água.

O crescimento acelerado e desordenado dos núcleos urbanos, principalmente

nas décadas de 70 e 80, a implantação de indústrias sem acompanhamento e

controle, ocupação do solo de forma intensiva são os causadores do desmatamento

e retirada da mata ciliar e das zonas ripárias, provocando os principais vetores para

desencadear o processo de desbarrancamento e o consequente assoreamento da

bacia hidráulica, consequentemente causando a diminuição do lençol freático, sem

falar na piora da qualidade da água (TUCCI, 2002).

Indicadores de perdas de água em sistemas de abastecimento urbanos de

diversos países apontam para índices médios de 17% de perda de toda a água

captada e tratada - Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água

(PNCDA) (1998). No Brasil esses índices variam bastante entre as companhias de

saneamento, entretanto todos os índices apontam para a necessidade de redução

destes valores, alguns muito altos, conforme apresentado pelo Sistema Nacional de

Informações sobre Saneamento (SNIS).

Segundo Walski, Chase e Savic (2001), os três fatores primordiais para

termos um volume de água tratada suficiente para atender o desenvolvimento e

equilíbrio da operação do sistema são: o consumo da população atendida, as perdas

existentes no sistema, e o consumo previsto para combate a incêndios

(COULBECK; ORR, 1990; LERTPALANGSUNTI et al. – 1999).

Estudos (OSHIMA; KOSUDA, 1998; PROTOPAPAS; KATCHAMART;

PLATONOVA, 2000; ZHOU et al., 2000) mostram que fatores como condições

climáticas, hora do dia, dia de semana, estação do ano, tipo de consumidores e o

sócio econômicos, atuam como causadores de variações no consumo de água

As operadoras dos sistemas de abastecimentos devem estar atentas à

operação e à manutenção mantendo ações de combates as perdas. A redução e o

controle das mesmas com eficiência e qualidade produzem o bom funcionamento do

sistema e a excelência no atendimento à população. As Perdas podem ser reais

(vazamentos no sistema), e aparentes (ligações clandestinas ou não cadastradas).

Conforme Marcka (2004 apud MOTTA 2010), as maiores perdas ocorrem na

distribuição de água.

20

1.1 FORMULAÇÃO DA SITUAÇÃO PROBLEMA

O recente investimento em automação nos sistemas de abastecimento de

água (SAA) pelas companhias de saneamento tem proporcionado uma gama de

informações em tempo real de vazão e de pressão das cidades, além da

possibilidade de atuação automática sobre os elementos do SAA, tais como

bombas, inversores de frequência, válvulas de bloqueio, válvulas controladoras de

pressão e vazão, dosadoras de produtos químicos, agitadores, etc. Alcançada a

flexibilidade operacional, é possível otimizar a operação dos SAA para um

melhoramento dos serviços de captação, tratamento e distribuição de água e

redução de custos relacionados, tais como energia, produtos químicos e perdas

físicas de água.

A correta tomada de decisões operacionais depende do conhecimento prévio

do perfil de demanda ao longo do dia das regiões de consumo de água. Este tipo de

previsão é classificado como previsão a curto prazo.

Diversas são as vantagens de se obter um modelo de previsão de consumo

de água para otimização da distribuição de água, tais como a identificação imediata

de vazamentos, ganho na qualidade da água distribuída, redução de custos de

energia e planejamento otimizado da operação da estação de tratamento de água de

modo a obter os melhores pontos de operação dos sistemas que compõem esta

planta, principalmente daqueles relacionados a aplicações de produtos químicos.

1.2 QUESTÕES DE PESQUISA

Quais as ações necessárias a fim de promover o abastecimento com

quantidade e qualidade suficiente para atender a população do município de

Itaboraí?

Quais ferramentas podem ser utilizadas para redução das perdas?

A água é essencial à vida humana, para tanto, o seu fornecimento deve ser

em quantidade que atenda de modo ininterrupto todas as necessidades de consumo

e em qualidade adequada às finalidades que se destina.

Mantendo o controle e prevenção de doenças; melhores condições sanitárias.

De acordo com dados levantados junto à Companhia Estadual de Águas e Esgoto –

21

CEDAE, levando-se em conta uma população na ordem de 215.000, o atendimento

é de 36% dos domicílios.

1.3 OBJETIVOS DA PESQUISA

1.3.1 Objetivo geral

Levantar e analisar o sistema de abastecimento de água hoje existente,

considerando a melhoria e otimização do mesmo, buscando propiciar a garantia de

oferta de água potável, com qualidade e quantidade.

1.3.2 Objetivos específicos

1 descrever o sistema de abastecimento visando identificar suas

limitações;

2 elaborar diagnóstico do sistema;

3 propor um plano para melhoria do atendimento e controle através de

automação do sistema.

1.4 DELIMITAÇÃO DE PESQUISA

Este estudo está focado no município de Itaboraí, região metropolitana da

cidade do Rio de Janeiro, estado do Rio de Janeiro, a uma distância aproximada de

46 Km da capital do estado, e interligada a outras regiões do estado através das

rodovias RJ 104 e 116, BR 101 e 493. Tem área total de 430,374 km² e população

de 222.618 habitantes. Em divisão territorial o município é constituído de 8 distritos:

Itaboraí, Porto das Caixas, Itambi, Sambaetiba, Cabuçu, Manilha, Pacheco e

Visconde de Itaboraí. Sua inserção no espaço se dá entre a Estrada de Ferro da

RFFSA, o antigo leito da rodovia RJ-116 (norte), os rios Ipitangas (sul), Duques e

Poço Fundo (leste) e Aldeia (oeste). Localizado na região da bacia hidrográfica do

rio Guapi-Macacu (IBGE, 2012)

Este estudo de caso pretende verificar o abastecimento de água para

atendimento da população de Itaboraí, de que forma está ocorrendo, através de

pesquisa bibliográfica e descritiva.

22

1.5 IMPORTÂNCIA E JUSTIFICATIVA DO ESTUDO

O presente trabalho está voltado para as perdas hídricas e energéticas dos

sistemas de abastecimentos de água onde existe necessidade de estudos e de

investimentos para controle das mesmas, uma vez que segundo o SNIS (2014), no

Brasil, esta perda está em torno de 36,7%.

Buscou-se através de estudos científicos encontrar soluções capazes de

reduzir e controlar as perdas existentes no sistema de abastecimento desde sua

captação até a ligação predial. Segundo Bezerra e Silva (2009), mecanismos como

a automação tornam possível monitorar, controlar e intervir nas unidades do sistema

em tempo real trazendo confiabilidade ao processo como um todo, reduzindo custos

operacionais e perdas, proporcionando qualidade no tratamento e acima de tudo, o

uso racional dos recursos hídricos.

O fato motivador para realização deste trabalho é buscar ferramentas visando

controlar as perdas do sistema de abastecimento do município de Itaboraí, que

apesar dos investimentos para aumento de produção ao longo dos anos, em função

do crescimento populacional, em torno de 2% a.a., e da implantação do Pólo

Petroquímico – COMPERJ permanece com os índices de perdas elevados, e de

atendimento baixo.

Além de contribuir para o âmbito acadêmico oferecendo através da pesquisa

em tela uma visão diferenciada acerca do tema, ampliando o material teórico, que

poderá ser utilizado a fim de desenvolver estudos e pesquisas posteriores, estimular

o aprofundamento sobre o tema, assuntos relacionados e demais vertentes

científicas que possam originar-se a partir do interesse por este.

1.6 ESTRUTURA DO ESTUDO

O presente trabalho é composto por seis capítulos e está estruturado da

seguinte forma:

O primeiro capítulo intitulado com Introdução aborda a contextualização do

tema; da situaçao problema estudada nesta dissertação; as questões da pesquisa;

os objetivos; a justificativa e relevância do tema a ser estudado; e por fim a

delimitação da pesquisa.

23

O segundo capítulo apresenta a Revisão da Literatura, onde se busca

responder algumas questões da pesquisa. São abordados nesta seção conceitos

teóricos relacionados regulação dos serviços públicos, marcos regulatórios do setor

de saneamento, o planejamento nos serviços públicos de saneamento, sistemas de

avaliação de desempenho e processo de tomada de decisão.

O capítulo tres é a Metodologia da pesquisa, onde vamos descrever o tipo de

pesquisa, a estratégia adotada, o delineamento e os recursos necessários para

realização da investigação.

O quarto capítulo é o Estudo de Caso, em que são identificados os

indicadores do sistema atual e dados operacionais.

O quinto capítulo é a Análise dos Resultados e Conclusão, onde teremos a

caracterização do sistema de abastecimento, os indicadores de desempenho

voltados para a regulação dos serviços.

24

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 ATENDIMENTO SUSTENTÁVEL

Rodrigues et. al. (2002) explicam que o conceito que permeia o

desenvolvimento sustentável é algo que atualmente está em emergência, em

constante difusão, baseando-se na ideia de suprir as necessidades presentes sem

que as gerações e os recursos naturais sejam comprometidos para as atividades

futuras. Deste modo a sociedade por si já vem tomando uma consciência maior

acerca da importância de diversos aspectos relacionados com o meio ambiente e

sua preservação.

Neste contexto, vale fazer referência à Política Nacional do Meio Ambiente,

que é a mais importante norma acerca de questões ambientais depois da

Constituição Federal de 1988. Cunhada através da Lei nº 6.938/81 vem para definir

conceitos de meio ambiente, degradação e poluição e firmar objetivos para que tal

ambiente seja preservado. De acordo com Lustosa et. al., (2003, p. 135):

O conjunto de metas e mecanismos que visam reduzir os impactos negativos da ação antrópica - aqueles resultantes da ação humana – sobre o meio ambiente. Como toda política, possui justificativa para sua existência, fundamentação teórica, metas e instrumentos, e prevê penalidades para aqueles que não cumprem as normas estabelecidas, Interfere nas atividades dos agentes econômicos e, portanto, a maneira pela qual é estabelecida influencia as demais políticas públicas, inclusive as políticas industriais e de comércio exterior.

Sirvinskas (2005, p. 91) aponta que o principal objetivo da Política Nacional

do Meio Ambiente é o de “tornar efetivo o direito de todos ao meio ambiente

ecologicamente equilibrado”. E por ‘ecologicamente equilibrado’ o autor se refere a

um meio ambiente que propicie a existência saudável das próximas gerações.

Milaré (2004) aponta que os princípios que doutrinam a Política Nacional do

Meio Ambiente, embora mantenha coerência com os princípios do Direito Ambiental

e ambos atuem com a mesma finalidade, diferem em alguns pontos entre si. Na Lei

nº 6.938/81, art. 2º, é estabelecido o objetivo geral da Política, definindo também

seus princípios norteadores, que são responsáveis por reger suas ações:

25

I – ação governamental na manutenção do equilíbrio ecológico, considerando o meio ambiente como um patrimônio público a ser necessariamente assegurado e protegido, tendo em vista o uso coletivo; II – racionalização do uso do solo, do subsolo, da água e do ar; III – planejamento e fiscalização do uso dos recursos ambientais; IV – proteção dos ecossistemas, com a preservação das áreas representativas; V – controle e zoneamento das atividades potencial ou efetivamente poluidoras; VI – incentivo ao estudo e à pesquisa de tecnologias orientadas para o uso racional e a proteção dos recursos ambientais; VII – acompanhamento do estado de qualidade ambiental; VIII – recuperação de áreas degradadas; IX – proteção de áreas ameaçadas de degradação; X – educação ambiental a todos os níveis de ensino, inclusive a educação

da comunidade, objetivando capacita-la para participação ativa na defesa do meio ambiente.

Complementando a idéia, Oliveira (2005, p. 307) acredita que a finalidade da

Política Nacional do Meio Ambiente consiste em “viabilizar a compatibilização do

desenvolvimento socioeconômico com a utilização racional dos recursos ambientais,

fazendo com que a exploração do meio ambiente ocorra em condições propícias à

vida e à qualidade de vida”.

Hogan (1997) por sua vez, explica que umoutro fator agravante que

desequilibra de maneira significante o meio ambiente é o acumulo de pessoas em

áreas urbanas, concentrando uma população exagerada em centros de cidades que,

ainda que sejam grandes metrópoles não possuem capacidade para tal. O autor

complementa dizendo que, no século XX, somente cinco para cada cem habitantes

do mundo residiam em espaços urbanos. De acordo com o último censo

demográfico (IBGE, 2010) a população brasileira saltou, em dez anos, de 170

milhões e habitantes, para 190 milhões de habitantes no geral.

Destes, mais de 150 milhões de pessoas encontram-se residentes em áreas

urbanas do país – situação que demonstra completa inversão se comparada com o

censo de 1980, onde a maior faixa populacional se encontrava em regiões rurais. O

que traz à questão sobre a urbanização acelerada, mal planejada e desregular,

imputando sobre o meio ambiente e a sociedade uma série de problemas, como as

moradias irregulares, doenças por conta de falta de saneamento, aumento da

violência, etc.

Por ser um recurso essencial à vida e ao funcionamento à sociedade de um

modo geral, a água deve ser usada de modo eficiente evitando seu desperdício nos

26

Sistemas de Abastecimento de Água e nas edificações urbanas, onde efetivamente

ela é usada (FÁVERO, 2013)

Conforme o autor, as perdas de água acontecem entre o tratamento e as

torneiras dos consumidores, sejam eles residenciais ou industriais. Entretanto não

existe um nível de perda aceitável definido para o uso, de modo que torne mais

eficiente o atendimento das cidades.

As perdas de água são definidas como físicas, vazamentos no sistema, e as

não físicas ou aparentes, consignadas como fraudes e erros de medição.

Fávero (2013) considera ser razoável adotar um percentual de perdas no

intervalo entre 3% a 15% percentuais estes referentes as médias atingidas pelo

Japão e a Europa, respectivamente.

Considera o autor que se as empresas de saneamento conseguissem reduzir

suas perdas em 10%, poderiam agregar à sua receita operacional valores acima de

R$1 bilhão, equivalente a 42% do investimento realizado no setor em todo o Brasil

no ano de 2010. O estado São Paulo que é o mais eficiente da união em controle de

perdas, sua taxa é de 26%, precisaria melhora-la para se alinhar ao setor

internacional. O Brasil tem perdas em torno de, em média, 40% da água tratada, que

são perdidos no caminho do abastecimento.

Para essas metas serem alcançadas existe a necessidade de uma

infraestrutura e controle de serviços forte com dados confiáveis capazes de embasar

todas as projetos e de futuras expansões ou instalações de sistemas. (FÁVERO,

2013)

2.2 PLANEJAMENTO NOS SERVIÇOS PÚBLICOS

Segundo Alegre e Covas (2009), deve haver integração de todos os setores

de uma empresa de modo a permitir uma administração técnica capaz de envolver

todos os níveis de decisão, de forma a proporcionar melhorias nos serviços públicos.

Para Oliveira (1993), planejamento é alcançar o que se deseja de uma

maneira mais efetiva e com eficiência. Para que o planejamento seja bem-sucedido

decisões deverão existir ao longo de sua elaboração e implementação.

As empresas responsáveis pelos abastecimentos de água deverão, levando

em conta a necessidade e a premissa de melhoria dos serviços e considerando os

níveis de decisão, operar continuamente e de forma interligada os Planejamentos

27

Estratégico, Tático e Operacional. Os mesmos são indispensáveis para garantir a

qualidade do processo e o cumprimento dos objetivos para que a empresa consiga

obter os resultados esperados (ALEGRE; COVAS, 2009)

A Figura 1 nos mostra os níveis de planejamento e suas correspondências

nos prazos de tempo, níveis de decisão e área de atuação.

Planos Níveis de Decisão Âmbito

Figura 1. Relação entre níveis de planejamento, decisão e abrangência.

Fonte: Adaptado de Alegre e Covas, 2009.

São previstos, quando da implantação de cada uma das etapas do

planejamento, a monitoração dos planos verificando o cumprimento das metas

estabelecidas e revisando, seguindo a linha de melhoria constante PDCA, conforme

Figura 2.

Figura 2. Abordagem de melhoria contínua PDCA.

Fonte: Alegre e Covas, 2009.

28

2.2.1 Planejamento estratégico

O Planejamento Estratégico é uma atividade de cunho administrativo, sendo

sua confecção, responsabilidade dos níveis mais altos da empresa, chamada alta

administração. Fundamental para traçar diretrizes, definindo as ações necessárias

para que os objetivos possam ser alcançados. Em seu escopo deve conter as

seguintes perguntas: Em que direção ir? Aonde queremos chegar? Como vamos

chegar lá? (BRAGA; MONTEIRO, 2005).

No nível estratégico os objetivos e as metas são estabelecidos sem, contudo,

serem definidos os caminhos a serem trilhados para atingir os resultados. Nível de

longo prazo.

Abrange toda a empresa e toda a área por ela atendida no âmbito global e

geográfico, respectivamente. No caso de empresas de saneamento, os prazos

tendem a abranger períodos mais longos em função do ciclo de vida dos

componentes das infraestruturas (ALEGRE; COVAS, 2009)

2.2.2 Planejamento tático

Materializa a estratégia estabelecida no planejamento estratégico,

determinando como implementá-las setorialmente, com o objetivo de otimizar as

áreas e departamentos da empresa e não a organização como um todo. Portanto o

Planejamento Tático é a decomposição do Planejamento Estratégico para cada

setor, para cada área da empresa. Detalhamento de objetivos, estratégias e políticas

estabelecidas no planejamento estratégico.

Estes são planos com foco no médio prazo e com um pouco menos de

detalhes que o Planejamento Estratégico. As projeções, horizonte temporal, são

feitas para um período um pouco menor, geralmente de três a cinco anos.

(ALEGRE; COVAS, 2009).

2.2.3 Planejamento operacional

Ações de curto prazo da unidade operacional, atuando em pontos específicos,

com intervenções efetuadas para períodos de um a dois anos. São planos mais

29

esmiuçados que os anteriores, procurando atingir as metas/objetivos

pré-estabelecidos, em uma área mais localizada.

São especificados neste plano, pessoas, responsabilidades, bem como todos

os recursos envolvidos na execução do plano, tais como financeiros, tempo de

execução, local e equipamentos (ALEGRE; COVAS, 2009).

2.3 RECURSOS HÍDRICOS

Sendo a água um elemento fundamental à vida, ela também é essencial para

o desenvolvimento econômico, para a qualidade de vida das populações humanas e

para a sustentabilidade dos ciclos no planeta. Nutre as florestas, mantém a

produção agrícola, a biodiversidade nos sistemas terrestres e aquáticos. Portanto,

os recursos hídricos são recursos estratégicos para a sobrevivência do planeta. O

ciclo hidrológico é o princípio unificador fundamental referente à água no planeta,

sua disponibilidade e distribuição. (TUNDISI, 2003)

O Brasil é um país com uma parte importante da água doce do planeta,

aproximadamente 16%, só que distribuídas desigualmente. Funciona como fator de

desenvolvimento, sendo utilizada para inúmeros fins diretamente relacionados com a

economia (regional, nacional e internacional). Os mais comuns são: água para uso

doméstico, irrigação, uso industrial e hidroeletricidade. Estes usos múltiplos

aumentam à medida que as atividades econômicas se diversificam e as

necessidades de água aumentam para atingir níveis de sustentação compatíveis

com as pressões da sociedade de consumo, a produção industrial e agrícola

(TUNDISI, 2003).

Segundo Moraes e Jordão (2002), o Brasil apesar de possuir um vasto

volume de recursos hídricos, consegue desperdiça-los na mesma proporção.

Entretanto o aumento da população da forma como vem ocorrendo, em grande

escala, faz com que em curto espaço de tempo a água, um bem renovável, venha a

ser comprometido. As gerações futuras correm sério risco de não usufruírem deste

direito de uso, caso não tenhamos hoje a consciência e a cultura de preservação.

Para Mota (1995) muito da crise vivida hoje vem da utilização e degradação dos

recursos naturais de forma deliberada pela ação humana, comprometendo o meio

ambiente e a qualidade de vida da população pela falta e tratamento adequado de

30

resíduos lançados pelas indústrias e o esgoto, causas centrais da degradação

ambiental.

Pereira (2004) por sua vez explica que a poluição das águas se dá por conta

do acréscimo de substancias ou meios de energia que, direta ou indiretamente

possam imputar alterações nas características físicas e químicas da água, de modo

que a utilização desta, como recurso potável pode ser comprometida. Não é

incomum encontrar efluentes de água com uma grande quantidade que atenderia a

população de maneira satisfatória, porém, são recursos altamente comprometidos

por conta da agregação de materiais tóxicos à sua composição, tornando-os

inutilizáveis.

Sobre este aspecto Sousa (2008) lembra que os esgotos domésticos são um

dos meios de maior degradação dos recursos hídricos, isto porque a água que foi

utilizada na origem teve finalidade higiênica, neste caso o autor aponta que as águas

de lavagem são contaminadas com altos índices de matéria fecal. Este é um dos

elementos mais comuns encontrados em águas contaminadas, até mesmo águas de

rios e praias estão sujeitas a este tipo de resíduo, por conta de material fecal que é

deixado nas areias e arredores e levado pela água.

O autor ressalta ainda que muito da degradação que se vê nos dias atuais

sobre os recursos hídricos pode ser atribuída ao crescimento descontrolado da

população em zonas urbanas, as ocupações irregulares ocorrem cada vez com mais

frequência, onde pessoas se instalam em locais sem a mínima condição de

saneamento básico ou esgoto, utilizando assim o recurso hídrico que possui de

maneira arbitraria, sem o tratamento adequado e colocando em risco sua própria

saúde por conta do risco de contaminação.

Alencar Filho e Abreu (2006) ressaltam que muitos países em

desenvolvimento acrescentam o abastecimento e tratamento de água em programas

de políticas públicas como um meio de alcance social, porém, é notado que em

muitos países mais pobres somente a vontade de tomar medidas sobre

abastecimento acaba carecendo de gerenciamento adequado para suprir

determinadas áreas sem defasar outras, ao mesmo tempo implantando um

programa de conscientização na sociedade e empresas para a preservação dos

recursos hídricos, bem como seu uso consciente, fator que evitaria o desperdício e

possivelmente tiraria o país da situação atual onde a qualquer momento uma das

maiores cidades do Brasil pode simplesmente ficar sem este recurso.

31

Deve-se manter em mente ainda que a infraestrutura sanitária se encontra

intimamente relacionada com a questão da contaminação de recursos hídricos e do

solo, é um sistema que se interconecta e interdepende um do outro para manter sua

saúde, deste modo é possível atribuir uma importância vital à gestão dos recursos

hídricos, bem como da elaboração de políticas públicas que de fato atendam com

eficiência deste problema latente da sociedade atual.

Para Souza e Silva Junior (2008) de fato o crescimento desenfreado das

grandes metrópoles e que atraíram uma quantidade excessiva de ocupações

irregulares sem qualquer tipo de organização e/ou planejamento adequado, não

demorou muito a trazer problemas de natureza socioambiental, sendo assim, a

maior problemática destes locais e que acabam por afetar toda a região que os

cerca, é a infraestrutura inexistente de esgotamento sanitário.

A ausência de uma rede coletora de esgotos e estações de tratamento, em alguns locais, implica o lançamento destas águas e deste material diretamente no solo das vizinhanças ou em sua canalização de forma irregular para os cursos d’água mais próximos (SOUZA; SILVA JUNIOR, 2008, p. 26).

Por saneamento básico quer dizer-se que as regiões necessitam de

abastecimento de água, tratamento de esgoto, coleta adequada e destinação de

resíduos sólidos, assim como sistema de drenagem pluvial, deste modo é possível

atribuir que uma região possui saneamento básico. Neste caso já é de se observar

que inúmeras regiões do Brasil não possuem tal recurso, um país com uma riqueza

natural que se esvai a cada dia por conta de irresponsabilidade da sociedade e do

governo, se encontra com diversos de seus habitantes vivendo em condições de

precariedade, locais que são verdadeiros esgotos a céu aberto, despachando no

solo e na atmosfera resíduos e gases altamente tóxicos que comprometem a saúde

da população e o meio ambiente, afetando também outros recursos naturais que não

somente os hídricos.

Benetti e Bidone (1995) concordam que os impactos ambientais sobre os

recursos hídricos que são causados pelo despejo de resíduos em corpos hídricos

são imensuráveis, hábito equivocado que a sociedade apresenta há muito e que os

impactos em longo prazo começam a se apresentar de maneira mais visível dia

após dia.

32

Ao passo que os autores também acreditam que tal grandiosidade prejudicial

é tão imensurável quanto os tipos e quantidades de materiais que são despejados.

“Os esgotos domésticos são constituídos, primeiramente por matéria orgânica

biodegradável, micro-organismos (bactérias, vírus, etc.) nutrientes (nitrogênio e

fósforo), óleos e graxas, detergentes e metais”. (BENETTI; BIDONE, 1995, p. 669).

2.3.1 Escassez dos recursos hídricos

Segundo dados da UNESCO (Organização das Nações Unidas para a

Educação, Ciência e Cultura), quanto ao Decênio Hidrológico Internacional

(1964/1974), conclui que atualmente a quantidade de águas doces compõe o

preocupante índice de 2,7% da quantidade total do planeta. Sendo que desta

pequena quantidade, 77,2% encontram-se nas calotas polares, icebergs e geleiras,

sendo que o restante se distribui: em aquíferos e lençóis subterrâneos (22,4%); rios,

lagos e pântanos (0,36%); e, na atmosfera (0,04%).

Ao acessar tais dados a situação da falta de água toma uma dimensão ainda

maior e é possível notar que a crise mundial de escassez de água está mais próxima

do que se imagina, ao se pensar no aquecimento global, é possível notar que a

maior parcela da água doce também está se esvaindo, já que seus meios de origem

estão se esgotando.

Ainda como fator agravante há o crescimento da população, desenfreado, que

traz como consequência o aumento também da poluição e contaminação dos corpos

hídricos ainda existentes. Corroborando com este pensamento Tundisi (2003)

ressalta a preocupante escassez de água potável no planeta, já que as fontes dos

recursos vêm diminuindo de maneira drástica e intensa.

De acordo com o Relatório da Organização das Nações Unidas (ONU, apud

PNUD, 2003) se não forem tomadas medidas urgentes para a consciência da

sociedade mundial com relação à utilização dos recursos hídricos, 60 nações, o que

corresponde a 75% da população mundial, deverá passar pela total falta de água por

volta do ano de 2050.

Ao passo que populações crescem juntamente com suas atividades

econômicas, é comum que muitos dos países alcancem de maneira veloz condições

de escassez de recursos hídricos, ou ainda que se defrontem diretamente com

barreiras sobre seu desempenho econômico. Ainda é uma carência da sociedade

33

mundial, especialmente no caso do Brasil, que as atividades econômicas que

desenvolvam o país, sejam consonantes e trabalhem de maneira alinhada à

preocupação ambiental e a preservação dos recursos naturais. Isto se dá por conta

de uma cultura que nunca foi imputada na sociedade desde seus primórdios, o

brasileiro abusou de sua abundância de recursos desde o início, utilizando arbitraria

e deliberadamente e sem a menor preocupação com a crise que o futuro poderia

apresentar, o que finalmente chegou, de acordo com o cenário ambiental atual.

De acordo com a Agenda 21 (1996) a demanda por água da população

mundial cresce de maneira intensa, são aproximadamente 70-80% de recursos

hídricos direcionados para a irrigação, 20% para a indústria e 6% para consumo

doméstico. Sendo assim, raras regiões do planeta são aquelas que não enfrentam

problemas com a potencial perda de fontes de água doce, queda na qualidade da

água, ou ainda a poluição de fontes subterrâneas e superficiais.

Wrege (2000) explica que os casos mais graves de impactam a qualidade de

rios e lagos ocorrem invariavelmente sob a ordem:

Esgotos domésticos (não tratados, ou tratados de maneira

inadequada);

Controle inadequado de efluentes industriais;

Perda e/ou destruição de bacias de captação;

Localização inapropriada das unidades industriais;

Desmatamento; e,

Práticas de agricultura migratória (sem que haja controle e que

demonstra práticas deficientes).

Tais fatores são os maiores contribuintes para o déficit de recursos hídricos,

que acabam se tornando um mero produto fruto de alterações ambientais cujos

processos são altamente acelerados, impactando assim a população humana, não

somente atingindo a falta de água para consumo na saciedade da sede, que é a

principal consequência da falta de água, mas através também da disseminação de

doenças e a baixa na produção de alimentos, já que sem água não há como fazer a

manutenção de produção dos vegetais e tampouco como manter gado de corte, este

34

fator, pensando em uma crise muito mais caótica, pode gerar tensões sociais e

políticas e finalmente acarretar conflitos. (WREGE, 2000).

2.3.2 Gestão dos recursos hídricos no Brasil

A água é um recurso natural de extrema importância e vital para a

sobrevivência do homem e do meio ambiente, uma vez que a alimentação tanto do

ser humano, quanto dos animais e ainda a sobrevivência de plantas e vegetais

depende dela. Perante as informações coletadas durante a pesquisa é possível

verificar que algumas regiões do mundo já enfrentam crises graves de seca e que

em um futuro próximo a maior parte do planeta sentirá os efeitos da falta de água.

Especialmente enfocando no Brasil, atualmente a maior cidade do país passa

por uma estiagem nunca antes vista na história, São Paulo se encontra em um grave

racionamento de água por conta da má gestão governamental para preservar este

recurso, com o agravante do uso deliberado da sociedade e de empresas que

sempre demonstraram irresponsabilidade na utilização deste e de outros recursos

naturais.

A economia é urgente e a alternativa do reuso da água se torna cada vez

mais importante e viável. Segundo informações da CETESB (Companhia Ambiental

do Estado de São Paulo) a reutilização, reuso ou reciclagem da água não é uma

prática recente, remontando aos tempos da Grécia Antiga, onde os esgotos eram de

postos de modo a ser utilizados para irrigações. Ainda segundo órgão esta é uma

alternativa crucial perante o cenário de extrema demanda e escassez do recurso.

Sendo assim, esta opção consiste em abranger atividades de racionamento e

utilização eficiente do reuso, evitando desperdícios e minimizando produção de

efluentes e do consumo de água.

Dentro dessa ótica, os esgotos tratados têm um papel fundamental no planejamento e na gestão sustentável dos recursos hídricos como um substituto para o uso de águas destinadas a fins agrícolas e de irrigação, entre outros. [...] Ao liberar as fontes de água de boa qualidade para abastecimento público e outros usos prioritários, o uso de esgotos contribui para a conservação dos recursos e acrescenta uma dimensão econômica ao planejamento de recursos hídricos.

Neste contexto, a CETESB ainda explica que a prática do reuso da água

diminui a demanda pelos recursos de mananciais, uma vez que substitui a água

35

considerada potável, por uma de qualidade inferior. Essa substituição é viável uma

vez que a qualidade pode ser menor quando direcionada a determinados usos.

Dessa forma, grandes volumes de água potável podem ser poupados pelo reuso quando se utiliza água de qualidade inferior (geralmente efluentes pós-tratados) para atendimento das finalidades que podem prescindir desse recurso dentro dos padrões de potabilidade.

É possível notar que diante do grave racionamento pelo qual o estado de São

Paulo passa, algumas pessoas e mesmo empresas estão encontrando alternativas

para reciclar a água, seja através da coleta de água da chuva para lavar o quintal de

casas, ou do reuso de águas da lavagem de carros, em lava-rápidos de postos, a fim

de utilizar a mesma água para lavar uma série de veículos.

São atitudes simples que podem partir dos cidadãos e das empresas a fim de

minimizar o desperdício e utilizar a água e demais recursos naturais com

responsabilidade e consciência, mantendo um meio ambiente apto a oferecer mais

recursos para que a humanidade continue sobrevivendo de maneira adequada e

confortável. Contudo, é possível concluir ainda que a crise de água que se enfrenta

neste momento nada mais é do que um reflexo da irresponsabilidade com que o ser

humano vem tratando a natureza durante séculos.

Quando se fala da gestão de recursos hídricos é possível notar que o

conceito possui definições de medidas que visam a tutela e prevenção dos danos

causados especialmente por atividades industriais sobre os recursos hídricos,

mediante os instrumentos legais pertinentes.

De acordo com Philippi Jr. e Martins (2005) a definição que melhor se encaixa

para descrever a gestão de recursos hídricos:

É um processo que inclui monitoramento e controle das fontes de poluição e de qualidade da água dos mananciais, propondo soluções preventivas e corretivas para a conservação das prioridades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, tendo em vista a proteção da saúde do homem e do ecossistema. Além disso, a gestão de recursos hídricos procura proporcionar desenvolvimento de atividades sociais e econômicas em perfeito equilíbrio com a natureza, assumindo atitudes proativas e criativas em relação ao meio ambiente estão se restringindo somente ao atendimento à legislação.

Através do ponto de vista dos autores é possível verificar que deve haver uma

preocupação com a preservação dos recursos hídricos que vai muito além de

36

cumprir a lei, ao contrário, as medidas preventivas devem ocorrer como um meio da

humanidade preservar recursos para sua própria sobrevivência e de sua espécie,

suas gerações futuras.

Os recursos hídricos consistem em um elemento de extrema importância para

a sobrevivência dos seres vivos, sejam seres humanos, animais ou vegetais, estes

dois últimos que correspondem às maiores fontes de alimentos do primeiro grupo,

dependendo deles então a sua sobrevivência neste ciclo. Perante este cenário, é

fato que a utilização irresponsável, deliberada e não consciente destes recursos

tende a inferir consequências graves em um futuro não muito distante.

Neste contexto é preciso notar que a preservação dos recursos hídricos, bem

como dos naturais deve ocupar a mentalidade coletiva da sociedade alinhada ao

poder público em busca desta preservação, deste modo será possível resgatar a

importância e valor das águas para a sobrevivência.

De acordo com publicação da ANA (Agência Nacional de Águas) os recursos

hídricos estão distribuídos no Brasil da seguinte maneira:

Gráfico 1. Distribuição dos Recursos Hídricos no Brasil

Fonte: ANA (2013)

Deste modo a gestão de recursos hídricos visa atuar de maneira preventiva e

corretiva a fim de conservar o sistema como um todo. Nesta gestão consiste uma

das bases do tripé da sustentabilidade, que deve ser executado de maneira

equilibrada e harmônica, com a finalidade de preservar os recursos naturais para

37

que as próximas gerações possam fazer uso deles, também de maneira consciente,

deste modo é possível assegurar o desenvolvimento sustentável. A gestão dos

recursos hídricos fomenta ainda ações de natureza social, econômica e,

especialmente ambiental.

No Brasil, a estrutura de regulação dos serviços púbicos setor de saneamento

básico e energia elétrica tem seus fundamentos a partir das propostas para

elaboração do Código das Águas nos anos 1930. Com as políticas

desenvolvimentistas dos anos 50 a 70, provenientes do Estado Novo, a

infraestrutura era provisionada pelo Estado, e a expedição dos regulamentos e

normas definidas pelo Poder Executivo, limitando assim a regulação (GALVÃO JR.;

PAGANINI, 2009).

Nas décadas de 60 e 70, é criado o Plano Nacional de Saneamento –

PLANASA, a partir de então a regulação do setor de saneamento se aprofunda, e o

Banco Nacional da Habitação (BNH), também recém-criado, passa a exercer o papel

de regulador, abrangendo alguns municípios e as empresas estaduais de

saneamento, incluindo-se o Distrito Federal (PIZA; PAGANINI, 2006).

O Poder Executivo, diante do Decreto-Lei 200/67, passa tem autonomia para

criação de entidades e de empresas estatais e mistas. A partir do PLANASA então

foram criadas as companhias estaduais, empresas de economia mista onde o

estado era o acionista majoritário, geridas pelo direito privado. As Companhias,

considerando a precariedade das infraestruturas por parte dos municípios, obtiveram

a concessão destes serviços através de contrato.

No estado do Rio de Janeiro foi criada a CEDAE, com a qual os municípios

fluminenses firmaram à época, contrato de concessão pelo prazo de 20 a 25 anos.

Segundo Madeira (2010) o atendimento à população de forma abrangente de

modo a suprir as necessidades de todos, com qualidade capaz de distribuir saúde

de forma constante e ininterrupta e com eficiência econômica com o mínimo de

custo em energia, produtos químicos e no controle das perdas de água, existirão a

partir da regulação no setor. São passíveis na regulação dos serviços de água

parâmetros de qualidade como:

• a pressão dinâmica da rede de distribuição, capaz de atender os

reservatórios domiciliares;

38

• a pressão estática máxima da rede de distribuição, suficiente para controlar

as perdas com vazamentos;

• parâmetros físico-químicos e bacteriológicos da água distribuída, dentro dos

padrões de potabilidade definido pela Portaria nº 518/04 do Ministério da Saúde; e

• descontinuidade do serviço, que se mantenha o abastecimento com

quantidade adequada e pressão suficiente.

Conforme a Lei Federal 9.433/97, instituída então a Política Nacional de

Recursos Hídricos - PNRH, a gestão do uso da água parte do princípio de que a

colaboração da sociedade de um modo geral - Poder Público, usuários e sociedade

civil, é fundamental para traçar diretrizes futuras para sua utilização.

Segundo Cardoso (2003), a Lei 9.433/97 busca a descentralização da gestão

da água através da criação dos Comitês de Bacias Hidrográficas, formados por

representantes do poder público, sociedade civil e usuários da água.

Deste modo a gestão de recursos hídricos visa atuar de maneira preventiva e

corretiva a fim de conservar o sistema como um todo. Nesta gestão consiste uma

das bases do tripé da sustentabilidade, que deve ser executado de maneira

equilibrada e harmônica, com a finalidade de preservar os recursos naturais para

que as próximas gerações possam fazer uso deles, também de maneira consciente,

deste modo é possível assegurar o desenvolvimento sustentável. A gestão dos

recursos hídricos fomenta ainda ações de natureza social, econômica e,

especialmente ambiental.

Sendo assim, por meio da lei federal nº 9.433/97, institui-se a Política

Nacional de Recursos Hídricos, que tem como principais fundamentos:

I - a água é um bem de domínio público; II - a água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico; III - em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo humano e a dessedentação de animais; IV - a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das águas; V - a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos; VI - a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades.

39

E como instrumentos utilizados na gestão da Lei Federal nº 9.433/97:

I - os Planos de Recursos Hídricos; II - o enquadramento dos corpos de água em classes, segundo os usos preponderantes da água; III - a outorga dos direitos de uso de recursos hídricos; IV - a cobrança pelo uso de recursos hídricos; V - a compensação a municípios; VI - o Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos.

Para Lorenzi (2003), o Plano Diretor de Recursos Hídricos de Bacia

Hidrográfica - PDRH se destaca entre os instrumentos descritos, uma vez que é ele

quem participa de todas as ações que possam interferir na gestão dos recursos

hídricos e orienta quanto as ações que devem ser tomadas com relação às bacias

hidrográficas. Dão suporte aos planos diretores municipais e definem metas a serem

atingidas para recuperar, proteger e conservar os recursos hídricos.

Prestigiar os Comitês de Bacias é garantir que o desenvolvimento econômico

de qualquer região deve seguir em parceria com a proteção das águas, para que

não cause danos à população hoje e no futuro (THAME, 2003).

Pereira (2003) acrescenta que a participação dos Comitês deve estar sempre

embasada no saber técnico sobre tema, apresentando seus propósitos com

objetividade e clareza. O Comitê deve atuar como mediador entre as partes

interessadas no uso do recurso natural sempre que for necessário, considerando

que por vezes estes interesses podem ser individuais ou corporativos.

2.3.3 Gestão dos recursos hídricos no Estado do Rio de Janeiro

Compete ao Conselho Estadual de Recursos Hídricos do Estado do Rio de

Janeiro – CERHI-RJ, instituído pela Lei Estadual nº 3.239/99 estabelecer as

diretrizes para a formação, a organização e o funcionamento dos Comitês de Bacia

Hidrográfica (CBHs) e Agências de Água, exercer a arbitragem, em última instância

administrativa, dos conflitos entre os Comitês, estabelecer os critérios gerais sobre a

outorga de direito de uso de recursos hídricos e a sua cobrança, deliberar sobre os

projetos de aproveitamento de recursos hídricos dentro do Estado, além de analisar

as propostas de alteração da legislação pertinente a recursos hídricos e à Política

Estadual de Recursos Hídricos (INEA, 2007).

40

Em outubro de 2007 o Governo do Estado do Rio de Janeiro, através da Lei

nº 5.101/07, criou o Instituto Estadual do Ambiente – INEA, para executar as

políticas estaduais do meio ambiente, de recursos hídricos e de recursos florestais

adotadas pelos Poderes Executivo e Legislativo do Estado.

O INEA foi estruturado para atuar de forma descentralizada no território,

respeitando a divisão hidrográfica estadual. Dessa forma, as Superintendências

Regionais do INEA, com atuação nas nove regiões hidrográficas, estão mais

próximas dos Comitês de Bacia, uma vez que ambos possuem como área de

abrangência a Região Hidrográfica correspondente.

O Estado possui uma extensa linha de costa, com vocação turística, aliada à

pressão da indústria do petróleo, que altera as dinâmicas de uso e ocupação do

território. As demandas por água para abastecimento humano e para atendimento

da indústria em expansão são uma preocupação constante, uma vez que o maior

manancial do Estado, o rio Paraíba do Sul, é compartilhado com outros dois estados

da federação: São Paulo e Minas Gerais (INEA, 2011).

Para garantir água em quantidade e qualidade adequadas à população e ao

desenvolvimento econômico previsto nos planos de governo, o Estado vem

demonstrando empenho em fortalecer o seu Sistema Estadual de Gestão de

Recursos Hídricos. Desde a edição da Lei que instituiu a Política de Águas no

Estado, em 1999, até a presente data, muito se aperfeiçoou em termos de legislação

e de aplicação dos instrumentos previstos (INEA, 2011).

A regulamentação da cobrança pelo uso da água de domínio estadual em

2004 (Lei 4.247/03 e regulamentos posteriores) impulsionou o avanço da

implantação da Politica de Recursos Hídricos no Estado, com a estruturação e

funcionamento do Fundo Estadual de Recursos Hídricos (FUNDRHI) (INEA, 2011).

A criação e instalação dos Comitês de Bacia nas nove Regiões Hidrográficas

do Estado promoveu a mobilização dos segmentos que militavam na defesa e

preservação do meio ambiente e dos sistemas aquáticos característicos das

diversas regiões do Rio de Janeiro, constando de sua pauta inicial de trabalhos à

aprovação de seus planos de investimentos e a deliberação sobre a aplicação dos

recursos da cobrança pelo uso da água em sua área de abrangência.

A parceria com o órgão gestor federal – Agência Nacional de Águas – e com

os estados vizinhos é estratégica para a gestão em bacias compartilhadas,

particularmente a bacia do rio Paraíba do Sul, rio de domínio da União que banha os

41

Estados de São Paulo e Minas Gerais, além do Rio de Janeiro, cuja área de

drenagem ocupa cerca de 2/3 do seu território e abastece mais de 10 milhões de

habitantes residentes no Estado. Ao Conselho Nacional de Recursos Hídricos

compete a regulamentação para a ação harmônica dos órgãos atuantes em bacias

hidrográficas de rios de domínio da União.

A recente legislação que permitiu ao INEA firmar contratos de gestão com

entidades delegatárias de funções de agência de água (Lei 5.639/10), indicadas

pelos respectivos Comitês de Bacia, visa permitir maior celeridade na aplicação dos

recursos do FUNDRHI, bem como fortalecer os organismos colegiados com a

estruturação de secretarias executivas e o apoio técnico para a seleção de projetos

benéficos para a bacia hidrográfica. (INEA, 2011)

O Decreto Estadual n° 38.260/2005 instituiu o Comitê da Região Hidrográfica

da Baía de Guanabara e dos Sistemas Lagunares de Maricá e Jacarepaguá, no

âmbito do Sistema Estadual de Gerenciamento de Recursos Hídricos.

A Figura 3 caracteriza a divisão das bacias do estado do Rio de Janeiro.

Dentre os municípios que fazem parte da RH V - CBH Baía de Guanabara está

Itaboraí, propósito desta Dissertação.

42

Figura 3. - Divisão das Regiões Hidrográficas do Estado do Rio de Janeiro

Fonte: INEA, 2014.

A Região Hidrográfica V possui a maioria dos seus corpos d´água em nível

avançado de degradação qualitativa, incluindo seus sistemas lagunares,

comprometidos em grande parte pelo lançamento de efluentes domésticos sem

tratamento. O fato de estar situado em uma região metropolitana densamente

povoada com baixos níveis de tratamento de efluentes acelera a degradação

ambiental (INEA, 2011).

2.4 GESTÃO DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO

A água é bem essencial à vida, impactando diretamente tanto na saúde da

população como no meio ambiente. Sendo assim, a ocupação do solo de forma

desordenada como vem acontecendo, e de maneira intensificada nas últimas

décadas com o crescimento populacional das áreas urbanas, traz para a gestão dos

sistemas de abastecimento de água um prejuízo muito grande, exigindo grandes

43

esforços do Poder Público no sentido de melhorar e qualificar as ações de

desenvolvimento social (MORAES, 2008).

Segundo Tsutiya (2006), a concepção de um sistema de abastecimento de

água começa no estudo e caracterização completa da área a ser atendida, contendo

as mais diversas unidades conforme demonstrada na Figura 4, cuja finalidade é

fornecer à população água de boa qualidade, com pressão suficiente e de forma

contínua:

a) Manancial – corpo d’água superficial ou subterrâneo, que visa atender

o sistema de abastecimento. Com quantidade, vazão, suficiente para atender a

demanda necessária de projeto, e na qualidade necessária.

b) Captação – conjunto de estruturas construídas e/ou montadas próximo

ao manancial com a finalidade de retirar a água destinada ao sistema.

c) Elevatórias – conjunto de estruturas e equipamentos eletromecânicos,

construídos e instalados, com a finalidade de transportar a quantidade de água

destinada à unidade seguinte. Elevatórias de Água Bruta transportam a água até a

estação de Tratamento. Elevatória de Água Tratada transporta a água para os

reservatórios de distribuição. Existem ainda os Boosters, que são elevatórias

instaladas em redes, com a finalidade de aumentar a vazão e/ou pressão na rede.

d) Adução - Adutora é uma tubulação normalmente sem derivações, que

liga a elevatória ao tratamento ou o tratamento aos reservatórios. Podem ter

derivações interligadas a elas que são chamadas de Sub-adutoras.

e) Estação de Tratamento - O tratamento da água visa a adequação da

água aos padrões de potabilidade. Dependendo do tipo de manancial podem ou não

existir, a qualidade da água dita a necessidade.

f) Reservatório – unidade para o acúmulo da água, com propósitos de

regularizar vazões em função da variação do consumo, manter uma pressão mínima

ou constante na rede.

g) Rede de distribuição - A rede de distribuição é o conjunto de

tubulações e acessórios que tem como finalidade conduzir a água do reservatório ou

da adutora para os pontos de consumo, com pressões e vazões suficientes e

recomendadas.

h) Ramal domiciliar - ligação feita das tubulações da rede de distribuição

para os consumidores.

44

Figura 4. Ilustração simplificada de um sistema de abastecimento hídrico

Fonte: http://www.sabesp.com.br

Segundo Tsutiya (2006) fatores como relevo, tipo de mananciais, população a

ser atendida são primordiais para definição e complexidade do sistema a ser

instalado. Portanto, devem ser consideradas as diversas variáveis para que se

encontre a solução mais adequada.

De acordo com a UNICEF (1978), a tecnologia apropriada para o saneamento

deveria ser aquela higienicamente segura, técnica e cientificamente satisfatória,

social e culturalmente aceitável, inócua ao ambiente e economicamente viável. Os

sistemas têm arranjos muito diversos.

2.4.1 Operação de um sistema de abastecimento de água

Para Carrijo (2004), o principal objetivo de um sistema de distribuição de

água é suprir os usuários de água em quantidade suficiente às suas

necessidades, com pressões adequadas sob diversas condições de

solicitação, definidas a partir de padrões de demandas nodais. O sistema pode

estar sujeito a diferentes condições de consumo: demandas de incêndio em

diferentes nós, picos de demandas diárias, uma série de padrões variando ao

longo do dia ou críticas situações que ocorrem quando um ou mais tubos da

http://www.sabesp.com.br/

45

rede são danificados. Assim, um sistema pode ser considerado confiável à

medida que o seu abastecimento se processa de maneira satisfatória sob as

diversas condições operacionais possíveis de ocorrer.

A operação de sistemas de abastecimento de água é uma tarefa bastante

complexa, pois envolve vários aspectos distintos tais como a necessidade de

garantia da confiabilidade do atendimento dos serviços, economia do uso de

equipamentos (energia e manutenção) e o planejamento de investimento para

expansões futuras.

Embora a operação de um sistema de abastecimento de água seja entendida

como uma mera sequencia de comandos exercidos sobre os equipamentos, que tem

como objetivo o atendimento da demanda, na realidade, o problema é muito mais

amplo, envolvendo aspectos de planejamento, controle e supervisão, serviços de

infraestrutura de apoio e de atendimento ao usuário, todo considerados

simultaneamente e interdependentes entre si.

Para Francato (2002), toda e qualquer tentativa de planejamento da operação

de um sistema requer o conhecimento de cada detalhe de seu conjunto, incluindo o

cadastro do sistema, o qual deve ser conhecido e confiável. Para início do

planejamento, faz-se necessária conhecer o mapa dos arruamentos da cidade,

contendo o projeto da rede com sua topologia, onde seja possível identificar a

existência de acessórios como válvulas, "Boosters", tubos, reservatórios, etc.

Também é necessário conhecer as demandas nos nós, bem como o perfil de

demanda ao Iongo do dia e ao Iongo da semana. No entanto, verifica-se que, na

maioria das cidades brasileiras, essas informações não estão bem organizadas e

normalmente apresentam um cadastro desatualizado e incompleto. Nas pequenas

cidades, os profissionais responsáveis, rotineiramente, não cadastram as alterações

nos sistemas, dificultando que o trabalho seja realizado por outros e tolhendo o

serviço benefícios que um banco de dados atualizados pode proporcionar,

agilizando e tornando mais eficiente e econômico qualquer intervenção no sistema.

É comum, nas pequenas cidades, haver uma pessoa que trabalha na manutenção

do sistema há décadas e parece ser um profissional que tem o cadastro a rede em

sua mente.

Para Francato (2002), o problema da operação dos sistemas urbanos de

abastecimento de água ocorre em muitas cidades do Brasil. Dentre os problemas

mais comuns, destacam-se: o elevado índice de perdas físicas de água, volumes

46

inadequados dos reservatórios que dificultam a manutenção de uma adução

constante na ETA, gastos elevados com energia elétrica, constantes necessidades

de manobras emergenciais, cadastros técnicos desatualizados, etc. Os problemas

citados, de um modo geral, podem se enquadrar em algumas categorias como:

1 - problemas de gestão administrativa das empresas em que se inclui a baixa

qualificação profissional dos funcionários, a falta de responsabilidade dos serviços

executados;

2 - problemas político-institucionais resultantes da falta de continuidade das

ações de uma administração pública para outra e da falta de competição entre

empresas;

3 - problemas técnicos e operacionais que resultam numa operação

inadequada do sistema.

Para Carrijo (2004), operar um sistema de abastecimento de água varia de

acordo com fatores como o tamanho e o seu grau de complexidade, a experiência

dos operadores, equipamentos de comunicação, a segurança, a confiabilidade e os

custos operacionais. Ele acrescenta ainda, como itens a serem considerados a

demanda que varia de forma aleatória, o nível de água nos reservatórios para suprir

o aumento diário ou semanal das demandas e a qualidade da água a ser distribuída

ao consumidor.

Para se ter excelência no atendimento à população deverá existir antes de

mais nada uma interface entre a gerencia, manutenção e operação, sem falar de um

sistema equilibrado.Os serviços de manutenção e operação devem participar dos

projetos a serem executados. A manutenção não pode realizar um serviço sem que

a operação tenha conhecimento e de quais as consequências poderão ocorrer, sem

falar na falta de cadastro do que foi realizado. E a falta de técnicas e regras

operacionais na execução de serviços de manutenção (FRANCATO, 2002).

2.4.2 Operação de sistemas de reservação

Normalmente, a operação de reservatórios em sistemas de abastecimento

reduz-se à abertura ou fechamento de válvulas de controle e partida ou

desligamento de bombas, variando as vazões aduzidas. Às vezes, altera-se

47

também, através do manuseio de válvulas, a vazão de distribuição, com o intuito do

controle de nível, geralmente objetivando-se aumentá-lo. Assim, o controle dos

reservatórios, nesses casos, não é efetuado com base em dados “on-line” e na

previsão de consumo do período seguinte, hora ou dia, mas decididas pelos

operadores face às demandas correntes e estão sujeitas aos riscos de extravasão e

esvaziamento dos reservatórios. (TSUTIYA, 2006).

De acordo com Tsutiya (2006), com o objetivo de melhorar a distribuição de

água, aproveitar ao máximo a capacidade de reservação e dar segurança

operacional ao sistema, é necessário estabelecer limites operacionais de segurança

e regras operacionais. Desta forma, ficarão definidas quais são as condições ideais

para a operação, mantendo-se o nível do reservatório o mais elevado possível, sem

haver extravasamento, observando-se o comportamento da demanda de

abastecimento.

A metodologia para otimização dos reservatórios através de regras

operacionais foi baseada em estudos e aplicações realizadas no sistema de

abastecimento de água da Região Metropolitana de São Paulo, que teve como

objetivos principais: redução do custo com energia elétrica do sistema

bombeamento-reservação; regularização da vazão de adução e aumento da

confiabilidade do sistema (SECCO, 2006).

Para Secco (2006), a concepção para definição das regras operacionais é a

maximização da utilização da capacidade de reservação de cada setor. Para de

regras operacionais deve-se considerar a distribuição sazonal das demandas, além

de outros fatores que podem influenciar diretamente o comportamento das curvas de

consumo. Desta forma são estabelecidas as curvas de consumo máximas e mínimas

registradas por dados históricos coletados, compondo as condições de contorno das

curvas de consumo setoriais.

2.5 CONTROLE DE PERDAS

Nos últimos anos, com o avanço tecnológico, empresas de saneamento vêm

buscando a excelência no atendimento e a redução de custo através da automação

dos sistemas de abastecimento de água e de coleta de esgoto. Apesar dos custos

destes equipamentos serem elevados num primeiro momento, os setores vêm

optando pela aquisição, pois ao longo de sua implantação e utilização, a

48

comparação econômico-operacional mostra que a redução dos consumos de

energia e produtos químicos, diminuição dos custos com pessoal, o aumento da

segurança do processo e a eficiência dos processos.

Mário Filho (2001), explica que o conceito de automação em sistemas de

abastecimento de água assemelha-se muito ao que acontece no setor elétrico. Da

mesma forma que esse segmento pode ser dividido em geração, transmissão e

distribuição de energia, o setor de saneamento possui a produção de água,

transporte para os reservatórios e distribuição aos consumidores. A automação em

saneamento ainda é pontual. Isso é reflexo da falta de recursos das companhias de

saneamento, majoritariamente estatais. Um entrave enfrentado para a adoção da

automação nesse segmento são os aspectos geográficos, que influenciam os meios

de comunicação. Geralmente as unidades remotas de monitoração e controle estão

instaladas em locais com pouca infraestrutura de telecomunicação ou energia

elétrica, implicando na utilização de estruturas alternativas como a telefonia celular,

transmissão por ondas de rádio, dentre outras.

O processo de automação permite que se faça a monitoração de todo o

sistema em tempo real, controlando e atuando nas diversas unidades do sistema de

abastecimento, trazendo melhorias operacionais, apropriação de todas as atividades

e na redução de custos com produtos, energia e serviços. A possibilidade de criação

de uma base de dados também é primordial para futuras intervenções (BEZERRA;

SILVA, 2009).

Para Tsutiya (2006), a automação em saneamento básico consiste em

avanços nas técnicas de captação, tratamento e distribuição de água com a

aplicação de tecnologia dos processos de saneamento, enquanto tecnologia da

informação atua possibilitando a supervisão e os controles necessários destes

processos de modo a mantê-los operando com melhor custo benefício. Enfim a

automação consiste em coletar e concentrar as informações do processo, processá-

las com o uso da tecnologia de informação e, com base nos resultados obtidos,

atuar, de uma forma autônoma, sobre os estados e as grandezas para obtenção dos

resultados desejados. A automação atua desde o mais simples processo, até a

interação com os sistemas de gestão corporativa e outros sistemas como: apoio a

manutenção, controle estatístico de processo, gerenciamento de produção.

Bezerra e Silva (2009), afirmam que as principais funções para investimento

em automação residem na melhoria da qualidade do tratamento da água (medindo a

49

turbidez, cloro residual, flúor, PH e potencial de coagulação, controles de dosagem

dos produtos químicos, de energia elétrica, do ciclo de lavagem dos filtros, controle

estatístico, integração com o sistema de gestão de manutenção e com o Centro de

Controle Operacional – CCO, dentre outros), na redução de custos operacionais e

controle de perdas reais e aparentes (medição de níveis de reservatórios, vazões e

pressões nas linhas, macro e micro medições de volumes, centralização

operacional, integração com as demais unidades do sistema, telecomando e tele

monitoração das bombas de elevatórias, telecomando de válvulas – abertura e

fechamento, controle otimizado de redes, integração com o Sistema de Informações

Geográficas – SIG), além do aumento da confiabilidade do processo.

A automação pode ser aplicada em todas as unidades de um Sistema de

Abastecimento em apenas em parte dele.

Bezerra e Silva (2009) apresentam o sistema SCADA (Supervisory Control

and Data Acquisition) – Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados, utilizados no

processo de automação promovendo o controle remotamente de bombas e válvulas

e coleta de dados - vazão e pressão através de sensores remotos. São constituídos

pelos seguintes subsistemas:

aos equipamentos controlados e monitorados pelo sistema. Os sensores convertem

parâmetros físicos, tais como velocidade, níveis de líquido e temperatura, para sinais

analógicos e digitais que são enviados para as estações remotas. Já os atuadores

são utilizados para agir sobre o sistema, ligando, desligando ou movimentando

determinados equipamentos.

coletados pelos diversos sensores e atuadores, até às estações de controle centrais.

O processo de controle local e a aquisição de dados são executados nas estações

remotas, os CLPs (Controladores Lógicos Programáveis) e UTRs (Unidade Terminal

Remota), com a leitura dos valores apresentados pelos dois dispositivos que estão

associados a cada estação. Os CLPs e as UTRs são equipamentos com

processadores, através dos quais a estação central de monitoração se comunica

com os dispositivos existentes nas diversas unidades. O processo de aquisição de

dados é concluído com o respectivo armazenamento em uma base de dados no

controle central do sistema. Os CLPs possuem maior flexibilidade na linguagem de

programação e controle de entradas e saídas, apresentando como vantagem uma

50

facilidade de programação e controle de sinais de entrada e saída, enquanto as

UTRs possuem uma arquitetura mais distribuída entre a sua unidade de

processamento central e os cartões de entrada e saída com maior precisão e

sequenciamento de eventos e possuem capacidade de comunicação, incluindo

comunicação sem fio, sendo indicados para situações onde a comunicação por uma

rede de cabeamento convencional é difícil.

qual as informações do sistema são transferidas para o controle central. O

gerenciamento remoto ou acompanhamento de um sistema SCADA é geralmente

chamado de telemetria. A rede de comunicação pode ser implementada utilizando

linha telefônica, ondas de rádio, cabos condutores elétricos, fibras óticas entre

outros.

unidades principais dos sistemas SCADA, responsáveis pela monitoração e

supervisão de todo o sistema de automação e incumbidas por recolher a informação

enviada pelas estações remotas e atuar de acordo com os eventos detectados. A

interação entre os usuários do sistema e as estações de controle central, como

executar comandos e operação à distância, é feita através de uma Interface

Homem-Máquina (IHM). O sistema SCADA permite visualizar previsões e tendências

com base em dados recolhidos e nos parâmetros estabelecidos, gráficos, relatórios

históricos e alarmes capazes de informar anomalias detectadas, sugerir medidas de

correção, podendo em alguns casos atuar automaticamente.

Algumas cidades no Brasil já utilizam a automação como ferramenta em

busca de resultados capazes de atender com qualidade e quantidade suficiente os

usuários de um Sistema de Abastecimento, bem como alcançar a eficácia, eficiência

e efetividade.

Segundo Seixas Filho (2006), o objetivo principal que justifica a automação é

a gestão. Os Centros de Controle Operacional - CCO reúnem informação em tempo

real do que acontece no campo e gente capacitada, cuja função é unicamente tomar

decisões baseadas na informação disponível. De um CCO de saneamento podemos

visualizar o histórico de qualquer variável de processo. Pode-se investigar um

problema ocorrido em uma área, através de um sinótico do historiador, voltando até

uma data próxima a um acontecimento de interesse. Podem-se pesquisar paradas

51

solicitando ao sistema um pareto com as principais paradas de uma planta, entre

duas datas, classificados por ordem de importância, devidas a problemas de

automação ou de falta de energia. Pode-se comparar a energia específica (kWh por

m3) gasta para bombear água em dois sistemas semelhantes, mas geograficamente

não relacionados, pode-se descobrir quais os sistemas com maior disponibilidade,

que consumam menos energia, que gastam menos reagentes, enfim que otimizam

algum aspecto interessante de sua operação e daí gerar melhores práticas para toda

a corporação. Essa é a base para o melhoramento contínuo. Todo mal resultado

deve forçar um realinhamento da unidade com as unidades de referência. Isso é

gestão. E esse é o objetivo que justifica a automação.

Trojan e Kovaleski (2005) elaboraram estudo aplicando o conceito de

automação na produção e distribuição em SAA. Relataram a importância de se

manter a supervisão do sistema e que as perdas de água podem impactar

negativamente nas receitas e no meio ambiente. Analisaram o sistema de

abastecimento da cidade de Ponta Grossa, Paraná, com aproximadamente 280 mil

habitantes e sob a responsabilidade da SANEPAR, buscando trazer através da

pesquisa resultados na redução dos índices de perdas de água e analisar a melhoria

nas condições de trabalho de operadores do sistema. Indicam alguns resultados

importantes alcançados como: a redução da pressão média nas tubulações

transportadoras, a rapidez e qualidade nos reparos dessas tubulações, formação de

uma base de informações para a criação de programas para novas instalações e

para melhorias no sistema, citados na literatura como essenciais para o controle do

índice de perdas e a qualificação do trabalho. As conclusões permitem perceber que

a estrutura desses sistemas provê maior controle sobre índices de perdas e sobre a

manutenção do sistema.

2.5.1 Perdas hídricas

Silva (2014) explica que as perdas de água nos sistemas de abastecimento

hídrico têm como influência, diversos elementos tanto infraestruturais quanto

operacionais. De modo que as mesmas dependem, basicamente, das características

da rede hidráulica e de elementos que são atrelados às práticas operacionais, nível

tecnológico do sistema e também da expertise dos técnicos que são responsáveis

por meio do controle dos processos.

52

O autor também explica que, em dado sistema de abastecimento hídrico, as

perdas ocorrem na produção – captação à estação de tratamento – e também na

distribuição, que ocorre após o processo de tratamento. No processo de produção,

as perdas são relacionadas a rompimentos das adutoras de água bruta, ao passo

que, em equipamentos e conexões de estações elevatórias.

Na distribuição, ocorrem perdas em adutoras de recalque de água tratada, estações elevatórias, reservatórios, redes de distribuição, ramais prediais e unidades consumidoras. [...] a maioria dos projetos de distribuição de água não prevê instrumentos de controle operacional, como a macromedição, a telemetria, a automação, o controle de pressão, o cadastro, uma adequada integração com o sistema antigo e equipamentos operacionais básicos. E que naqueles que preveem esses componentes, falta pessoal qualificado para operar e manter as ferramentas disponibilizadas (SILVA, 2014, p. 4).

O autor então comenta que tais elementos passam a apontar para índices

elevados de perdas nos sistemas brasileiros, onde as companhias de água

apresentam gestões operacionais de maneira ineficiente, classificadas, geralmente,

entre o nível intermediário e insatisfatório.

Para Silva (2014) existe uma relação histórica, a quantificação das perdas por

parte dos técnicos do setor de saneamento, que é realizada tomando como base no

indicado de percentual que passa a relacionar o volume disponibilizado à

distribuição – macro medido – com o volume micro medido. O que acontece, pois o

cálculo e compreensão são intuitivos e imediatos para todos, não apenas para os

técnicos de prestadoras de serviço, como para a sociedade.

No Quadro 1, o autor demonstra o índice de perdas de faturamento de água,

correspondente ao volume não contabilizado, englobando o consumo autorizado,

não faturado, cujas perdas reais, isto é, as físicas, representam a parcela que não é

consumida, bem como as perdas aparentes, que são as não físicas, consistindo na

parcela de água distribuída que é consumida, mas não é faturada.

Região

Tipo de Prestador de Serviços

Total Regional

(%)

Micro-

Regional

(%)

Local

Direito

Público

(%)

Local

Direito

Privado

(%)

Empresa

Local

Privada (%)

Norte 51,0 - 44,5 - 59,3 51,5

Nordeste 44,8 - 41,8 19,3 - 44,3

53

Sudeste 34,2 33,2 36,9 24,4 25,3 34,3

Sul 20,9 18,3 31,0 36,7 25,4 24,1

Centro-

Oeste 30,5 56,6 39,0 58,5 9,0 32,4

Brasil 35,7 32,9 37,0 32,8 35,9 35,9

Quadro 1. Índices de perdas de faturamento (%) dos prestadores de serviços de abrangência

regional – Ano base 2010

Fonte: Silva (2014, p. 5)

Em que pesem os índices informados pelo autor no Quadro 1 acima

apresentado, o Quadro 2 a seguir contém os dados atualizados coletados do SNIS.

Região

Tipo de Prestador de Serviços

Total Regional

(%)

Micro-

Regional

(%)

Local

Direito

Público

(%)

Local

Direito

Privado

(%)

Empresa

Local

Privada

(%)

Norte 48,87 - 55,64 - 69,34 55,31

Nordeste 40,76 - 45,04 13,51 - 41,03

Sudeste 32,53 22,03 35,35 23,55 24,47 32,68

Sul 32,61 22,58 30,91 42,52 42,32 32,54

Centro-

Oeste 29,79 40,79 39,25 - 42,00 33,66

Brasil 35,18 22,88 36,76 26,64 43,78 35,70

Quadro 2. Índices de perdas de faturamento (%) dos prestadores de serviços de abrangência

regional.

Fonte: SNIS, 2014

54

Ainda tratando sobre as perdas reais e as perdas aparentes, publicação da

Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES, 2013) explica o

conceito de perdas nos sistemas de abastecimento hídrico, como incluindo as

categorias em questão, que significam:

• Perda real – que é a perda de água física ou real, consistindo no modo

como o volume de água é disponibilizado no sistema de distribuição por parte das

operadoras de água e não é utilizado por parte dos clientes, tornando-se passível de

desperdício antes mesmo de alcançar às unidades de consumo; e,

• Perda aparente – que é a perda de água comercial, consistindo em

quando o volume utilizado não é devidamente computado por unidades de consumo,

sendo cobrado de maneira imprópria.

Conforme a mesma publicação há alguns anos, a avaliação de perdas era

diferente para cada país, ou até mesmo diferia entre companhias de saneamento

dentro de uma mesma nação. A busca da International Water Association (IWA) foi

então a padronização da compreensão de componentes da utilização da água

dentro de um sistema de abastecimento por meio de uma matriz de representação

do balanço hídrico, em que se incluem ambos os tipos de perdas. De modo que o

conjunto das perdas reais ou das perdas aparentes é denominado de “água não

faturada”.

A ABES (2013) realiza o seu próprio balanço hídrico, que é desenvolvido

conforme o padrão da IWA, esquematizando os processos cuja água pode passar

desde o momento em que se insere no sistema:

55

Figura 5. Parcelas das perdas de água (reais e aparentes) em relação ao volume que entra no

sistema.

Fonte: ABES (2013, p. 9)

Ainda sobre a perda de águas, Carvalho et al. (2004) explicam que o balanço

hídrico da IWA – conforme demonstrado acima – é classificado por elementos

específicos que são representados como:

• Volume de entrada no sistema – consiste no volume de água que entra

no sistema para a parte do abastecimento hídrico cujos cálculos para o balanço de

água se encontram atrelados;

• Consumo autorizado – que consiste no volume de água que é

mensurado ou não, tomado por clientes registrados, fornecedores de água e outros,

implícita ou explicitamente autorizados e, dessa forma procedem para finalidades

residenciais, comerciais e industriais, incluindo a água exportada;

• Perdas de água – paira sobre a diferença entre o volume de entrada no

sistema e o consumo que foi autorizado, apresentando então as perdas aparentes e

as perdas reais;

• Perdas aparentes – que paira sobre o consumo não autorizado,

caracterizando a existência de fraudes e falhas de cadastro e também todos os

demais tipos de imprecisão relacionadas à mensuração, tanto na macro quanto na

micromedição;

56

• Perdas reais – que consistem em vazamentos de adutoras de água

bruta, estações de tratamento de água, tubulações principais, reservatórios e

conexões de serviços, até o ponto de medição do cliente. O volume perdido por

meio de todos os tipos de vazamentos, estouros e transbordamentos dependerão de

suas frequências individuais, coeficientes de vazão e duração; e,

• Água não faturada (ANF) – que paira sobre a diferença entre o volume

de entrada no sistema e o consumo faturado autorizado.

Sobre as perdas reais (físicas), Carvalho et al. (2004) esquematizam os

potenciais tipos de vazamentos no sistema que podem gerá-las, conforme a Figura

seguinte:

Figura 6. Tipos de vazamentos em rede de distribuição

Fonte: Carvalho et al. (2004, p. 5)

Esses vazamentos são então explicados pelos autores como:

A. Vazamentos não visíveis que são de baixa vazão, não aflorantes, não

detectáveis por métodos acústicos de pesquisa. O tipo em questão representa

aproximadamente 25% dos volumes perdidos e as possíveis ações corretivas a

aplicar nesses casos é a redução de pressão e qualidade dos materiais e mão de

obra envolvidos;

B. Vazamentos não visíveis, não aflorantes, mas detectáveis por métodos

acústicos de pesquisa. Esse tipo de ocorrência é responsável por aproximadamente

30% dos volumes perdidos e as ações corretivas podem ser de redução de pressão

e pesquisa de vazamentos; e,

57

C. Vazamentos visíveis aflorantes ou ocorrentes em cavaletes. São

responsáveis por aproximadamente 45% dos volumes perdidos. As possíveis ações

de correção, nesse caso, são a redução da pressão e redução do tempo de reparo.

Os autores também comentam que dados da Sabesp apontam que,

aproximadamente 90% dos vazamentos da rede de abastecimento hídrico, ocorrem

em ramais prediais. Enquanto a distribuição, nesse caso, é de 40% no tubo do

ramal, 20% nos adaptadores e 40% no cavalete.

Carvalho et al. (2004) comentam então sobre as perdas aparentes, que

pairam, majoritariamente sobre o roubo de água, que é um tipo de fraude cometida

de maneira mais comum do que se pensa, sobretudo em ligações residenciais e

industriais. Essa prática consiste na adulteração da ligação que é realizada pela

concessionária, por meio de instrumentos que impeçam de maneira total ou parcial a

micromedição do local.

Os autores então explicam que as perdas aparentes também são

classificadas em três principais casos, que são: derivação de ramal; by-pass; e

ligação clandestina. Tratando da derivação do ramal, o fraudador realiza uma

ligação utilizando uma conexão antes da passagem pelo hidrômetro, fazendo com

que a água que passaria de maneira total por esse, possa também derivar dessa

conexão, abastecendo uma parte da rede de alimentação dessa propriedade, sem

que a medição seja devidamente realizada.

Figura 7. Perda aparente: derivação de ramal


58

No tipo by-pass o fraudador realiza uma ligação utilizando a conexão antes

da passagem pelo hidrômetro, conectando-a ao seu ramal predial, fazendo com que

a água que passaria totalmente pela micromedição, seja direcionada para essa

conexão, abastecendo a rede de alimentação da propriedade sem medição alguma.

Figura 8. Perda aparente: by-pass


A última modalidade das perdas aparentes é a ligação clandestina, onde o

fraudador faz uma ligação direta da rede de distribuição da concessionária local,

sem que haja permissão ou cadastro para isso, o que se torna um roubo da água da

região sem que exista qualquer registro e, logo, inexista a cobrança pelo uso dessa

água.

Figura 9. Perda aparente: ligação clandestina


59

A ABES (2013) explica então que existe uma abordagem econômica que

envolve cada tipo de perda de maneira diferente. Acerca das perdas reais, incidem

custos de produção e distribuição de água, ao passo que sobre as perdas

aparentes, incidem custos de comercialização da água, acrescidos de eventuais

custos de coleta de esgotos.

Itens Características Principais

Perdas Reais Perdas Aparentes

Tipo de Ocorrência mais Comum

- Vazamento - Erro de Medição

Custos Associados aos Volumes de Água Perdidos

- Custo de Produção - Tarifa

Efeitos no Meio Ambiente

- Desperdício do Recurso Hídrico. - Necessidades de Ampliações de Mananciais

-

Efeitos na Saúde Pública - Risco de Contaminação -

Empresarial - Perda do Produto - Perda de Receita

Consumidor - Imagem Negativa (Ineficiência e Desperdício)

-

Efeitos no Consumidor - Repasse para Tarifa. - Desincentivo ao uso Racional

- Repasse para Tarifa. - Incitamento a Roubos e Fraudes

Quadro 3. Características das perdas reais e perdas aparentes


No caso brasileiro, é preciso apontar que o consumo não faturado e não

mensurado, que ocorre em favelas, por exemplo, é um volume significativo nas

metrópoles brasileiras. Portanto, sua regularização e urbanização dependem de uma

ação integrada de gestão envolvendo o poder que concede e a operadora do

serviço. O custo, geralmente é responsabilidade da companhia de saneamento, nem

sempre considerado de maneira adequada para a formação das tarifas.

Conforme publicação da Funasa (BRASIL, 2014) as perdas d’água são

mensuradas por meio de indicadores de desempenho pré-estabelecidos,

caracterizados como indicadores estratégicos, devido a uma intensa relação que

formam com os muitos processos organizacionais, sejam esses principais, de apoio

ou gerenciais.

60

A publicação informa ainda que muitas são as métricas que caracterizam as

perdas d’água, umas capazes de mensurar em porcentagem, outras em

litros/ligação ativa por dia, todavia, há uma separação em perda real ou aparente

que ora engloba ambas. A forma mais acertada de mensuração depende do nível de

desenvolvimento das organizações de saneamento. De modo que as organizações

de saneamento, por meio de seus responsáveis pela gestão, mensuram suas

perdas, de maneira histórica, representadas por meio da matriz que é demonstrada

a seguir:

Quadro 4. Evolução da métrica das perdas

Fonte: Brasil (2014, p. 19)

A publicação explica então que, partem de uma ampla gama de avaliações de

desempenho operacional, duas formas possíveis de caracterizar as perdas d’água

de um sistema de abastecimento de água em uma cidade ou região: a primeira,

como uma soma das perdas reais, com as perdas aparentes, ao passo que a

segunda será então a subtração dos volumes disponíveis de volumes utilizados. A

figura seguinte demonstra às evidências de ambas as perdas.

61

Figura 10. Formas de perda de água evidenciadas

Fonte: Brasil (2014, p. 20)

A publicação explica ainda que o controle de produtos versus o controle de

processos é uma linha limite entre duas doutrinas centrais de gestão, a americana e

a japonesa, a última, apresentada como portadora das melhores influências ao

controle das perdas de água desde o final da década de 1980, quando o advento do

sistema de gestão pela qualidade no Brasil foi adotado.

Essa doutrina tem fundamento em contraposição à americana, uma vez que

toma como base o controle do produto por meio dos itens de controle – das perdas,

por exemplo – todavia, com um intenso controle dos itens de verificação, são

estipuladas duas frentes de ação (BRASIL, 2014).

A primeira delas é no processo, que visa então as variáveis, com uma grande

parte da força do trabalho tomando como base a essência do controle total, e outra

no produto, com vistas ao indicador, por meio das lideranças. Ampliando-se assim

para as frentes de controle, já que o modelo americano coloca sob enfoque o

produto – isto é, as perdas, não obtendo uma perspectiva de causa versus efeito,

partindo da constatação de aumentos do índice, o que não oferece uma clareza

sobre as causas do aumento ou das quedas nas perdas.

Com o modelo japonês então o enfoque passou a recair sobre o controle das

variáveis, que são mensuradas em setores concordantes ou não, atuando sobre

uma rigorosa padronização, contudo, com preocupação dispensada também ao

controle de variabilidades (BRASIL, 2014).

A publicação ainda expõe que, por municípios e setores, existe uma

disponibilização de alguns índices de perda, que são:

• Índice de Perdas Totais por Ramal na Distribuição;

62

• Índice de Perdas na Micromedição;

• Índice de Perdas de Faturamento;

• Índice de Perdas Reais por Ligação na Distribuição;

• Índice de Perdas Aparentes por Ligação na Distribuição;

• Índice de Perdas Reais Inevitáveis;

• Índice Infra estrutural de Perdas Reais.

Sendo que, partindo da avaliação desses indicadores, o primeiro é, em larga

escala, feito pelo corpo gerencial das organizações de saneamento, fazem parte de

seu sistema de gestão e, geralmente de seu sistema de controle, como o Balanced

Scorecard, sendo gradativamente substituto dos que são expressos em percentuais,

em vista da limitação desses (BRASIL, 2014).

Os indicadores relativos a perdas reais e aparentes, por sua vez, em vista da

setorização da distribuição ainda incipiente nas empresas de saneamento, com

salvas exceções, dificulta a mensuração, uma vez que a métrica ainda não se

encontra em pleno uso. Ainda sobre os indicadores de perdas, a IWA confirmou

questões sobre restrições ao uso do indicador percentual como um índice

operacional de perdas, a despeito do conhecimento de dificuldades e limitações na

aplicação do Infrastructure Leakage Index (ILI), especialmente em caso de baixas

pressões e abastecimento intermitente.

A ABES (2015) explica então sobre o crescimento natural das perdas,

informando que, tanto nas perdas reais quanto nas aparentes, caso nada seja feito

para eliminá-las, os volumes hídricos perdidos tendem a ser cada vez maiores,

crescendo de maneira natural. O que ocorre por conta de aspectos como:

• Deterioração das tubulações e volume maior de vazamentos nas redes

e ramais, que aumenta de maneira gradativa;

• Hidrômetros se desgastam com o tempo e o funcionamento dos

mecanismos internos do medidos é impactado, elevando a submedição;

• As fraudes na ligação que são feitas e não devidamente punidas pela

operadora de saneamento, tendem a incentivar a prática desse tipo de delito por

parte de outros clientes, aumentando as perdas por fraudes.

63

Valorar o crescimento demanda ensaios de campo, tornando-se, claramente

dependente da qualidade ou idade da infraestrutura implementada, assim como de

demais procedimentos comerciais da operadora ou da companhia de saneamento. A

ABES (2015) então explica que o contexto de “não fazer nada”, demonstra a

evolução esperada de perdas dentro do sistema e um desafio a ser executado,

conforme demonstra a figura seguinte:

Figura 11. Crescimento natural das perdas e desafio de solução


Assim, algumas ações a serem tomadas são: não deixar que as perdas

aumentem, isto é, para o indicador de perdas permanecer estagnado, o que

demanda um esforço no combate às perdas; reduzir o patamar de perdas até a meta

estipulada, realizando ações exigidas de estabilização das perdas nesse grau.

As avaliações que são feitas no sistema de abastecimento de água da

Sabesp, em São Paulo, por exemplo, demonstram que, apenas considerando os

vazamentos não visíveis, o sistema poderia entrar em colapso em dois anos, caso

nenhuma ação tenha sido tomada para a identificação e reparação desses

vazamentos encontrados (ABES, 2015).

O efetivo controle de perdas hídricas é feito por meio de quatro atividades

citadas pelo Documento Técnico de Apoio - D1 do Programa Nacional de Combate

ao Desperdício de Água - (PNCDA – D1, 1999, p. 11):

(a) gerenciamento da pressão das zonas pitométricas;

(b) controle ativo de vazamentos;

(c) velocidade e qualidade dos reparos; e

64

(d) gerenciamento da infraestrutura.

A gestão do saneamento através da automação aumenta a qualidade dos

serviços, controla as perdas do sistema com o controle efetivo das pressões nas

redes de distribuição. O gerenciamento dessas pressões nas zonas pitométricas

diminui o número de vazamentos e assegura os padrões necessários de

atendimento à população quanto ao abastecimento.

2.5.2 Automação e modelagem

Um modelo é a representação de um sistema real. Através dele, espera-se

“simplificar” todos os processos de uma determinada realidade, de modo a extrair

informações e alterá-la posteriormente. Para Tucci (1998 apud MENESES, 2011),

essa representação de um objeto ou sistema deve ser de fácil acesso e uso. Nos

mais diversos campos da engenharia, eles são usados largamente como

ferramentas de apoio à decisão. A simulação refere-se ao uso de um modelo para a

avaliação de respostas do sistema submetido a eventos sob um grande número de

condições e restrições.

Bem assinalando Francato (2002), a preocupação com o planejamento da

operação dos sistemas urbanos de abastecimento de água ganhou destaque nas

últimas décadas, principalmente nos países desenvolvidos onde o crescimento

industrial é expressivo. A complexidade dos sistemas acompanhou o crescimento da

demanda e, assim, surgiram dificuldades operacionais – recursos hídricos escassos,

racionamento de energia, perdas e panes nos sistemas. Na tentativa de gerir os

sistemas, houve a necessidade da aplicação da análise de sistemas como

ferramenta de apoio para que os operadores pudessem tomar decisões de maneira

estruturada.

Segundo Walski (2003), situações inusitadas que ocorrem em um sistema

muitas vezes dão ao operador oportunidade de ir ajustando o modelo de acordo com

as necessidades e de acordo com as ocorrências inesperadas e indesejáveis no

sistema. Quando esses eventos ocorrem, é importante reunir o máximo de

informações possíveis quanto a pressões do sistema, as queixas dos consumidores,

níveis de reservatórios e registrá-los para possíveis ocorrências futuras.

65

Segundo o autor a modelagem pode ser aplicada na elaboração de planos

diretores e projetos para um prazo futuro, prevendo possíveis ampliações, aumento

de população sem aumento de rede, reabilitação de redes; estudos com previsões

para utilização em de combate a incêndio, investigações de qualidade da água,

gestão de eficiência energética, operação diária com balanceamento do sistema,

pronto atendimento às emergências e solução de problemas.

Gaio (2006) detalha as principais aplicações da modelagem, separando em

dois grupos, quais sejam: planejamento (envolvendo a elaboração de planos

diretores e projetos) e operação do sistema de um modo geral.

No Planejamento temos as seguintes aplicações:

são previstos prevenção do colapso dos sistemas;

são analisadas as alterações necessárias no sistema, quando da

aumento de demanda;

avaliações do período de vida útil de unidade do sistema existente;

otimização de investimentos quando da aplicação em projetos;

evitar problemas de qualidade, relacionados com a “pontos mortos” que

possam existir na rede do sistema;

elaboração dos planos diretores dos sistemas de abastecimento de

água.

Na operação, apresenta algumas das aplicações:

identificação de problemas de abastecimento;

identificação de problemas de qualidade;

eficiência energética;

detectar pontos de perdas;

habilitar equipe das unidades

analisar quais os resultados hidráulicos apresentados no sistema

quando da intervenção de rotina em manobras de registros.

Segundo Francato (2002), o manejo otimizado dos sistemas urbanos de

abastecimento de água é um fator fundamental para o bem-estar da sociedade.

66

Estes sistemas vêm apresentando um crescimento elevado da demanda,

extrapolando as previsões e a capacidade de oferta do produto água a um nível

satisfatório de qualidade, não somente referente à qualidade química, física e

bacteriológica, mas também na qualidade quanto à frequência no atendimento à

demanda. Justifica-se deste modo o desenvolvimento e aplicação de modelagens

para a obtenção de políticas de planejamento otimizadas para uma gestão moderna

e adequada do recurso hídrico. Apresenta-se um modelo de otimização para

operação de sistemas de abastecimento de água, o qual faz uso da programação

linear com procedimentos interativos para contornar problemas de não linearidade,

com aplicabilidade em unidades integrantes do sistema: reservatórios, elevatórias -

“Boosters”, registros controladores de vazão e tubulações – redes.

Esta política de planejamento e controle ótimo do sistema é visto por

Ormsbee e Lansey (1994) como um conjunto de medidas que programam o

momento de funcionamento do conjunto motor-bomba, com objetivo de operar o

sistema a um custo mínimo, eficiência energética; define percentual de abertura dos

registros; controle dos níveis de reservatórios mantendo o sistema balanceado;

controla os níveis de pressão e qualidade da água no sistema, dentre outras. Este

planejamento é feito para um determinado tempo futuro e demanda prevista. A

eficiência econômica é também influenciada por este conjunto de fatores

operacionais que compõem o sistema, reduzindo o número de intervenções para

reparos. Desse modo, tais regras são formuladas para um horizonte de

planejamento, considerando a demanda necessária para a população prevista.

Segundo Venturini (1997), devido ao aumento do nível de urbanização e da

demanda pelo abastecimento de água, a maioria dos sistemas de distribuição de

água tem se tornado cada vez mais complexo. Os requisitos operacionais de tais

sistemas são tipicamente determinados pelas pressões e meta de conseguir o

mínimo custo operacional, garantindo uma certa confiabilidade mínima, as quais

podem ser formuladas numa estratégia de controle ótimo.

A tendência de se procurar modelos computacionais para resolver o problema

de operação e distribuição são justificadas por:

• complexidade dos sistemas devido à crescente demanda, tornando difícil

atende-la com confiabilidade, exigindo assim uma abordagem sistêmica na definição

dos planos de operação;

67

• altos custos operacionais;

• investimento em pesquisas nos últimos anos, especialmente no

desenvolvimento de modelos matemáticos de otimização e simulação, colocando a

disposição novos recursos de análise e apoio a decisão;

• risco de falhas no sistema, induzindo os operadores a tomar decisões

operacionais sob tensão;

• aposentadoria dos operadores experientes.

Nesse sentido, Carrijo (2004) afirma que a operação eficiente do sistema é

uma ferramenta fundamental para que sua vida útil se prolongue o máximo

possível, garantindo o perfeito atendimento aos consumidores, além de manter

os custos com energia elétrica e manutenção dentro de padrões aceitáveis. Para

uma eficiente operação, é fundamental o conhecimento do sistema, pois, através

deste, com ferramentas como modelos de simulação hidráulica, otimização e

definição de regras, é possível fornecer ao operador condições de

operacionalidade das unidades do sistema de forma racional, não dependendo

exclusivamente de sua experiência pessoal, mantendo a confiabilidade do

mesmo.

Os modelos de simulação são ferramentas eficazes e necessárias não só

na fase de planejamento e projetos, mas, principalmente, na fase de operação

dos sistemas de distribuição de água, principalmente nos dias atuais em que a

maioria das cidades já conta com sistemas em operação e, em geral, projeta-se

a expansão do sistema existente e não um novo sistema.

Barbosa, Costa e Santos Junior (1999), afirma que além do objetivo

econômico em si, que pode ser transferido como benefício ao consumidor final na

forma de tarifas menores, os estudos de modelagem da operação de sistemas de

abastecimento de água justificam-se por:

a) contribuírem para o adiamento das necessidades de ampliação dos

componentes da rede, ou do suprimento energético;

b) permitirem um melhor conhecimento sobre as interações entre os

componentes do sistema, o que pode ser de grande valia para identificar pontos

frágeis em termos operativos ou para definir manobras especiais em condições de

emergência;

68

c) contribuírem, a longo prazo, para o alcance de uma melhor política de uso

de recursos hídricos e energéticos, evitando situações de conflito quando tais

recursos se tornarem escassos.

O autor conclui que no Brasil, as justificativas apresentadas anteriormente são

acentuadas devido a:

a) ocorrência de um intenso processo de urbanização nas últimas décadas, o

qual tem exigido dos serviços públicos, grandes esforços no âmbito técnico,

organizacional e financeiro para atender à demanda;

b) crise financeira pela qual passam as prefeituras municipais, o que requer o

máximo de racionalização no uso dos sistemas existentes.

Felizmente, a este quadro contrapõe-se um cenário tecnológico bastante

favorável, considerando-se os seguintes fatores:

a) a possibilidade de adequado cadastramento plani-altimétrico das redes de

abastecimento de água, com os recursos atuais dos Sistemas de Informações

Geográficas (SIG);

b) a possibilidade de monitoramento, com transmissão telemétrica, das

variáveis de interesse para controle da rede, tais como: pressões, vazões, demanda

em pontos específicos, dentre outros;

c) a ampla disponibilidade de recursos computacionais, com custos

progressivamente decrescentes e capacidade de processamento cada vez maior,

aliada a melhores recursos na etapa de interface homem-máquina. (BARBOSA;

COSTA; SANTOS JUNIOR, 1999)

Vicente (2005), afirma que os serviços de infraestrutura são fundamentais

para a otimização dos resultados operacionais. É necessária a padronização de

procedimentos, não somente com a implementação de softwares cadastrais e de

mapeamento, mas também com a documentação da rotina da empresa para

que se tenha uma memória documentada de todo o sistema. A documentação

deve existir desde a concepção dos projetos até as reformas e reestruturações

do sistema para atender a demanda. Com a padronização, se ganha a possibilidade

69

de implementação de regras operacionais otimizadas do sistema, pois se

conseguem dados confiáveis para a modelagem e viabilidade de implementação de

um sistema de suporte a decisão. Nem sempre o modelo apresenta resultados

factíveis, por não conter todas as restrições hidráulicas reais.

Os modelos de simulação hidráulica são largamente usados por planejadores,

consultores e muitos outros profissionais envolvidos em análises, projetos, operação

ou manutenção de sistemas de distribuição de água. Para tornar os modelos de

simulação de sistemas úteis é fundamental calibra-los antes de utilizá-los (WALSKI,

1983, ORMSBEE; WALSKI; CHASE, 1989; RIGHETTO, 2001).

A principal finalidade do processo de calibração de uma rede de distribuição

de água é ajustar os dados de entrada do modelo, visando reduzir o desvio entre os

valores observados e prognosticados. Para prognosticar com eficiência o

comportamento real de um sistema de distribuição de água, um modelo deve ser

calibrado utilizando dados observados da rede. Cheung e Reis (2007) ressaltaram

que as técnicas para calibração estão divididas em duas categorias: aquelas que

ajustam apenas os coeficientes de perda de carga, e as que ajustam os coeficientes

de perda de carga e as demandas nos nós. Segundo eles, os coeficientes de

rugosidade das tubulações e as demandas nos nós devem ser inicialmente

estimados e ajustados para que os valores preditos se aproximem dos valores reais.

Os autores implementaram um método clássico de calibração em um modelo de

rede teórica e investigaram a influência do zoneamento de uma rede na acurácia

dos resultados produzidos, concluindo que o aumento do número de zonas diminuía

significativamente as discrepâncias entre os valores calibrados e os reais.

O’neil e Edwards (1994), concluem que o desenvolvimento de medidas de

complexidade de software para determinados paradigmas de programação, pode

levar à melhores ferramentas para gerenciar o desenvolvimento do programa e

prever esforços de manutenção em ambientes de programação não-tradicionais.

Para Costa, Castro e Ramos (2010), dentre as medidas práticas que podem

levar à redução do custo de energia elétrica, a alteração dos procedimentos

operacionais de bombeamento demonstra ser bastante eficaz, pois não necessitam

de nenhum investimento e, além disso, a economia, devido a essa redução, ocorre

em curto prazo. Entretanto, a determinação de estratégias operacionais que gerem

custos energéticos reduzidos e que mantenham a qualidade do atendimento aos

clientes é uma tarefa complexa. Objetivos distintos estão envolvidos neste processo

70

como, por exemplo, a utilização eficiente da tarifa energética e a manutenção das

variáveis hidráulicas dentro dos limites pré-estabelecidos. É necessária a utilização

de modelos que levem em consideração todos esses elementos envolvidos.

Com os avanços tecnológicos na área computacional e, consequentemente, o

desenvolvimento de técnicas de otimização, inúmeros trabalhos visando à redução

do custo energético de operação de Sistema de Abastecimento de Água (SAA) têm

sido divulgados nos últimos anos. Entretanto, a maioria dos modelos desenvolvidos

foi aplicada a casos específicos (COSTA; CASTRO; RAMOS, 2010).

Vicente (2005) propôs implantar um modelo de operação para o planejamento

da operação diária de um sistema urbano de abastecimento de água, com objetivo

de determinar políticas operacionais que minimizem o consumo de energia elétrica

das estações de bombeamento do tipo Boosters e elevatórias. São consideradas as

influências das condições iniciais do sistema (os níveis dos reservatórios) para a

obtenção de políticas operacionais que conduzam a um menor consumo de energia

elétrica por parte da estação tipo Boosters. A estrutura proposta permitiu integrar um

sistema SCADA (com o supervisório SCOA), com um modelo simulador hidráulico

(WATERCARD), um modelo de previsão de demandas de água - baseado em série

de Fourier como módulo de previsão, e um modelo de otimização. Este trabalho de

pesquisa conseguiu viabilizar a implantação de um modelo de operação nas

condições do Centro de Controle Operacional da Sabesp, com a eficiência da

metodologia atestada na pesquisa.

Righetto (2002), com o objetivo apresentar uma metodologia para se alcançar

a operação ótima de sistemas de distribuição de água, envolvendo parâmetros

relacionados com o consumo de energia, confiabilidade operacional, satisfação

quanto ao atendimento da demanda e controle das pressões nodais, elaborou um

modelo computacional composto dos modelos hidráulico, baseado no das

características para escoamentos transitórios e o modelo de otimização baseado em

algoritmo genético. Cinco parâmetros ou índices foram usados para avaliar a

performance das regras operacionais ao longo de 24 horas de funcionamento do

sistema: índice de consumo de energia, índice de nível d’água de reservatório,

índice de atendimento de demanda, índice de adequação da pressão média e índice

de mudanças operacionais. O modelo foi aplicado a um sistema fictício simples a fim

de ilustrar o procedimento proposto para a determinação das regras operacionais

desejadas.

71

Foi desenvolvido um estudo de modelagem on-line, utilizando o EPANET e o

sistema SCADA, que proporciona ao operador de sistema a capacidade de modelar

o sistema de distribuição de água em tempo real, incluindo o cálculo de previsão do

comportamento do sistema. Isto é essencial ao executar uma resposta de

emergência e pode ajudar muito em confirmar o desempenho normal, resolução de

problemas, melhoria das operações do sistema, e a projeção do cenário operacional

atual. Essa abordagem também permite que o operador possa ver como todo o

sistema está operando, em vez de confiar no feedback de alguns sensores SCADA

colocados na rede, permitindo assim que qualquer falha na rede possa ser

facilmente identificada, avaliada e corrigida (INGEDULD, 2007).

Borges et al. (2003), propuseram uma evolução metodológica na operação do

Sistema Adutor Metropolitano de São Paulo, em tempo real, foi então analisada a

possibilidade de desenvolvimento da situação atual rumo a um controle mais

eficiente, através do uso de um modelo de previsão de demanda de água. Foi

desenvolvida uma interface entre um modelo de rede hidráulica e um modelo de

previsão de demanda de água existente, ambos utilizando dados operacionais,

obtidos em tempo real de um sistema de telemetria. A interface foi testada em um

estudo de caso do Sistema Adutor de São Paulo. Com a utilização de um modelo de

previsão, concluiu-se que é possível estabelecer regras operacionais mais

eficientes. Essa eficiência é demonstrada pela redução do número de mudanças de

posição de válvula e estado de bombas, bem como é observada a redução do custo

de energia elétrica (reduzindo o bombeamento em horário de maior custo). Os

benefícios obtidos do uso conjunto do modelo simulador hidráulico e do modelo de

previsão de demanda não podem ser considerados como o ótimo global. Seria

necessário dispor de um modelo de otimização (programação automática). De

qualquer forma, foi concluído que o investimento e a implementação desses dois

modelos e extremamente atrativa.

Procurando atender com eficiência, eficácia e efetividade as necessidades da

sociedade e governamental, tendo, portanto, a necessidade de melhorar seus

resultados operacionais e financeiros, as empresas de saneamento passaram a

utilizar, graças ao avanço tecnológico, computadores e equipamentos sofisticados

desenvolvidos para serem utilizados na automação dos sistemas de abastecimentos

de água. Em que pese o aumento dos custos do sistema com a utilização desses

equipamentos em um primeiro momento, a redução dos custos com pessoal, com

72

energia elétrica, produtos químicos, a maior garantia da operação do sistema, e a

confiabilidade dos dados, fazem com que a opção pelo uso do equipamento seja

adotada. (TSUTIYA, 2006)

Segundo Tsutyia (2006), a automação em sistemas de abastecimento de

água consiste na aplicação da tecnologia dos processos de abastecimento,

contemplando avanços nas técnicas de captação, tratamento e distribuição de água,

e da tecnologia da informação, possibilitando realizar a supervisão e os controles

necessários destes processos de maneira a mantê-los operando com a melhor

relação custo benefício.

O autor ainda afirma que a automação no abastecimento de água, atua desde

o mais simples processo, até a interface com os sistemas de gestão corporativa, e

também na integração com os diversos outros sistemas como: adequação dos

equipamentos, controle otimizado do processo, gerenciamento de produção, e

sistema de informações geográficas (SIG), dentre outros.

De acordo com Ko, Oh e Fontane (1997), o objetivo de uma efetiva operação

de sistemas de abastecimento de água é minimizar os custos operacionais,

mantendo a operação das bombas de forma estável, além de garantir uma alta

confiabilidade do sistema, através da manutenção dos níveis de água nos

reservatórios próximos dos máximos. A redução nos custos de energia elétrica pode

ser obtida com uma maior utilização dos conjuntos elevatórios no período fora de

ponta, mas isto vai depender de uma complicada correlação entre demanda horária

de água e a estrutura tarifária de energia elétrica.

Assim, o equilíbrio entre a demanda de água, a capacidade de produção e o

volume disponível para reservação, é considerado como um dos maiores problemas

para qualquer trabalho que visa à economia de energia. Pressões excessivas podem

causar importantes perdas de água na rede de distribuição, ocasionando um

consumo de energia além do previsto. Com isso, as elevatórias trabalham por mais

tempo, consumindo, obviamente, mais energia. O reservatório deve oscilar entre

seus níveis máximo e mínimo, de modo a otimizar a potência instalada das

elevatórias. Eventualmente, quando se trata de elevatórias acima de uma certa

potência instalada, em que se torna possível optar pela tarifação horo-sazonal, vale

a pena estudar alternativas que aumentam a capacidade de reservação, de modo a

poder fazer uso dessa alternativa dada pelas concessionárias de energia elétrica

(MONACHESI, 2005).

73

2.5.3 Previsão de demanda

Segundo Tsutiya (2006), para o planejamento e gerenciamento de um

sistema de abastecimento de água, a previsão do consumo de água é um dos

fatores de fundamental importância. A operação dos sistemas e as suas ampliações

e/ou melhorias estão diretamente associadas à demanda de água. Nesse sentido,

Falkenberg (2005) acrescenta os modelos de previsão de consumo de água a curto

prazo, o objetivo principal é aperfeiçoar a operação do sistema de abastecimento de

água – SAA, de forma a oferecer um serviço / produto de melhor qualidade, mais

confiável e a um menor custo. De posse de um modelo de previsão de consumo

confiável, a operação ótima do SAA, ao longo do dia, pode ser planejada objetivando

finalidades de:

a) melhoria na qualidade do produto (água): será alcançada por intermédio da

manutenção de estoques adequados nos reservatórios de distribuição. Por um lado,

a potabilidade da água será favorecida eliminando-se a necessidade de

superdosagem de produtos químicos na estação de tratamento de água (ETA) e,

consequentemente, uma redução do custo de produção. Por outro lado, evita-se a

perda de qualidade da água ocasionada pelo tempo alto de retenção entre produção

e consumo.

b) melhoria na qualidade do serviço: é alcançada à medida que se evita a

falta de água nas regiões mais críticas nos períodos de pico de consumo, além de

uma ação eficaz na busca e detecção de vazamentos na rede.

c) menor custo: através de um planejamento correto da operação, reduz-se os

custos com produtos químicos na ETA, custos de perda física na rede (vazamentos)

e custos de energia, evitando-se operação de bombas em horários de picos de

consumo de energia em detrimento de distribuição por gravidade ou válvulas

controladoras de pressão / vazão; contribuindo, portanto, com a atenuação de dois

dos principais problemas ambientais da atualidade: desperdício de água e consumo

elevado de energia.

O conhecimento da demanda é de fundamental importância para se

atingir a excelência da operação do serviço. A demanda de água tratada pode

74

ser entendida como o volume de água consumido pelos clientes abastecidos, o

volume de perdas, volume previsto para apagar incêndios, volumes operacionais

(lavagem de reservatórios, drenagem de adutoras, usos públicos) (VICENTE,

2005).

O consumo de água por parte de uma população varia de região para região,

de cidade para cidade e dentro de uma mesma cidade pode variar muito de um setor

de distribuição para outro, pois depende das condições climáticas, dos hábitos da

população, do padrão de vida, da qualidade da água fornecida, do custo da água, da

pressão na rede de distribuição, do uso da água (comercial, industrial, público e

doméstico), da hora e dia da semana, das perdas nos sistemas, da existência ou

não de micromedição, entre outros fatores (OSHIMA; KOSUDA, 1998;

PROTOPAPAS; KATCHAMART; PLATONOVA, 2000; ZHOU et al., 2000;

MENESES, 2011).

Conforme Vicente (2005), os modelos de simulação são alimentados por uma

demanda de consumo de água existente ou por uma demanda prevista. O objetivo

de se utilizar um modelo de previsão de consumo de água é reduzir incertezas,

servindo de base para a programação operacional e tomada de decisões.

75

3 METODOLOGIA

Segundo Santos e Candeloro (2006) existem duas naturezas diferentes para

uma pesquisa metodológica, são elas, qualitativa e quantitativa. Sendo assim:

“A pesquisa de natureza qualitativa é aquela que permite que o acadêmico levante dados subjetivos, bem como outros níveis de consciência da população estudada, a partir de depoimentos dos entrevistados, ou seja, informações pertinentes ao universo a ser investigado, que leve em conta a ideia de processo, de visão sistêmica, de significações e de contexto cultural. [...] A pesquisa quantitativa é a que tem o objetivo de mensurar algumas variáveis, transformando os dados alcançados em ilustrações como tabelas, quadros, gráficos ou figuras. [...] Em geral, o instrumento de levantamento de dados mais adequado a este tipo de pesquisa é o questionário, em que questões fechadas correspondem a respostas codificadas”. (SANTOS e CANDELORO, 2006, p.71-72).

Neves (1996, p. 1), por sua vez, define pesquisa qualitativa como “[...] um

conjunto de diferentes técnicas interpretativas que visam a descrever e a decodificar

os componentes de um sistema complexo de significados. Tendo por objetivo

traduzir e expressar o sentido dos fenômenos do mundo social [...]”. De acordo com

Moreira (2002, p. 55):

“1ª) A pesquisa qualitativa tem o ambiente natural como fonte direta dos dados e o pesquisador como instrumento-chave. 2ª) A pesquisa qualitativa é descritiva. 3ª) Os pesquisadores qualitativos estão preocupados com o processo e não simplesmente com os resultados e o produto. 4ª) Os pesquisadores qualitativos tendem a analisar seus dados indutivamente. 5ª) O significado é a preocupação essencial na abordagem qualitativa. ”

Gil (2007) explica a natureza de pesquisa básica, como aquela que pretende

gerar conhecimentos novos e úteis a fim de contribuir para a evolução da ciência

sem, contudo, prever uma aplicação prática, envolvendo somente verdades e

interesses de cunho universal.

Assim, para Gil (2007) ao eleger o objetivo exploratório, tende-se a tornar o

problema explícito, ou mesmo construir hipótese sobre o caso, sendo que a maior

parte das pesquisas nesse sentido envolve: levantamento bibliográfico, entrevistas

com indivíduos que vivenciaram o problema analisado, e ainda análises de

exemplos que fomentem a compreensão.

76

A pesquisa descritiva exige do investigador uma série de informações sobre o

que deseja pesquisar. Esse tipo de estudo pretende descrever os fatos e fenômenos

de determinada realidade (TRIVIÑOS, 1987).

Dentre os exemplos de pesquisa descritiva está o estudo de caso e a análise

documental.

Seguindo tais premissas, o presente trabalho apresenta então abordagem

qualitativa, com natureza de pesquisa básica e objetivos exploratório e descritivo.

Oliveira (2002) explica que utilizar a pesquisa bibliográfica dá ao pesquisador

a possibilidade de cobrir uma ampla gama de acontecimentos, muito mais ampla do

que poderia pesquisar de maneira direta. Sendo assim, a bibliografia possibilita

encontrar fontes primárias e secundárias, além de materiais científicos e

tecnológicos que são necessários para realizar o trabalho científico ou técnico-

científico.

“A pesquisa bibliográfica procura explicar um problema a partir de referências teóricas publicadas em documentos [...] busca conhecer e analisar as contribuições culturais ou científicas do passado existentes sobre um determinado assunto, tema ou problema. [...] constitui geralmente o primeiro passo de qualquer pesquisa científica” (CERVO; BERVIAN, 2002, p. 65-66).

Para Gil (2007, p. 45), a pesquisa documental assemelha-se muito à pesquisa

bibliográfica. A diferença essencial entre ambas está na natureza das fontes.

Enquanto a pesquisa bibliográfica se utiliza fundamentalmente das contribuições dos

diversos autores sobre determinado assunto, a pesquisa documental vale-se de

materiais que não recebem ainda um tratamento analítico, ou que ainda podem ser

reelaborados de acordo com os objetos da pesquisa.

Segundo Gil (2007, p.54), o estudo de caso é uma modalidade de pesquisa

amplamente utilizada nas ciências biomédicas e sociais. Consiste no estudo

profundo e exaustivo de um ou poucos objetos, de maneira que permita seu amplo e

detalhado conhecimento, tarefa praticamente impossível mediante outros

delineamentos já considerados.

A proposta deste trabalho consiste na elaboração de uma análise estratégica

para melhoria do Sistema de Abastecimento de Itaboraí (SAI), para que se possa ter

elementos, no intuito de aprimorar a operação do sistema, através do

desenvolvimento de um conjunto de procedimentos para a tomada de decisão, além

77

de produzir diretrizes importantes para a implantação do sistema de automação e

controle de perdas, universalização do atendimento, através de pesquisa qualitativa,

documental extraída de fontes primárias: relatórios, consulta interna na Companhia

Estadual de Águas e Esgoto – CEDAE, documentos públicos – SNIS, ANA, pesquisa

bibliográfica, de fontes secundárias extraídas do que já foi publicado em relação ao

tema de estudo, podendo incluir publicações avulsas, boletins, jornais, revistas,

livros, pesquisas, monografias, teses, materiais cartográficos, entre outros.

O trabalho será desenvolvido nas seguintes etapas:

Etapa 1: levantamento dos dados cadastrais das unidades operacionais do

SAI;

Etapa 2: diagnóstico do sistema;

Etapa 3: projeção da população e da demanda necessária;

Etapa 4: proposta de plano estratégico para automação do sistema.

Segue na Figura 12 a representação do fluxo de fases da metodologia.

Figura 12. Fluxo metodológico

Fonte: Elaborado pelo Próprio.

3.1 LEVANTAMENTO DE INFORMAÇÕES CADASTRAIS DO SISTEMA

Para a ampliação e/ou melhoria de um sistema de abastecimento de água a

primeira etapa é conhecer o cadastro técnico. Deve ser considerado que a qualidade

78

e a quantidade das informações levantadas são fundamentais para alcançar a

eficiência do plano de gerenciamento. A credibilidade e o detalhamento das

informações trarão melhor resposta e mais economia para os resultados da

implantação, representando a realidade do processo. Foram realizadas consultas a

planilhas de medição, cadastros técnicos, manuais técnicos, catálogos, cadastros de

dados comerciais, entrevistas a responsáveis técnicos e realização de visitas

técnicas e acompanhamento da operação.

3.2 DIAGNÓSTICO DO SISTEMA

Levantadas às informações cadastrais do sistema consolidaremos os dados

de forma a dar subsídios o mais próximo da realidade para a proposta de um plano

estratégico com o objetivo de melhorias na operação, bem como na ampliação que

se fizer necessária, para propiciar universalidade, continuidade e qualidade do

serviço.

3.3 DEFINIÇÃO DE DEMANDA PROJETADA

Para obtermos resultado na implantação de um plano operacional eficaz

existe a necessidade de termos uma previsão de demanda horária e diária a mais

próxima da realidade. Em sistemas de abastecimento onde não existem automação

nem macromedições, a ausência de dados é factível, devendo então esta demanda

ser adotada a partir de literatura ou relatórios, muitas das vezes fugindo da

realidade.

Diante disso, e considerando que o sistema estudado está com sua

capacidade de produção aquém das necessidades operacionais em função do

aumento populacional maior que dos demais municípios da RMRJ, estaremos

apoiados nas projeções populacionais existentes, apresentando quadros com

demandas futuras para uma proposta de melhoria operacional.

3.4 PROPOSTA DE MELHORIA DO SISTEMA

O sistema de abastecimento de água em Itaboraí mesmo após melhorias

realizadas ao longo do tempo ainda se encontra incipiente para atender com

79

qualidade a população do município. O aumento da população associado à falta de

planejamento no assentamento realizado em áreas sem infraestrutura apropriada

tornou difícil a operação do sistema como um todo uma vez que as unidades

operacionais estão, muitas delas subdimensionadas ´para tornar o atendimento

eficiente.

3.5 PROPOSTA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO DO SISTEMA

Podemos considerar que sem um planejamento, controle e manutenção

adequados, somados a falta de recursos financeiros reduzem consideravelmente a

eficiência dos sistemas de abastecimento. Os altos índices de perdas de água

provocadas pelas altas pressões das redes, energética em função do funcionamento

descontrolados das elevatórias, e financeira dada à intermitência do abastecimento

vem sendo percebido pelas empresas.

As concessionárias responsáveis pelos Sistemas de Abastecimento de Água

de uma cidade têm como finalidade a produção, o armazenamento e a distribuição

do bem vital ao ser humano. Tem como objetivo “Produzir Qualidade e Distribuir

Saúde”. Assim sendo, independente de todo e qualquer motivo que resulte em

danos à população, as empresas estão sempre à procura de soluções capazes de

resolver ou até mesmo atenuar potenciais ineficiências, seja de qualquer ordem.

As concessionárias de Abastecimento têm como requisitos a qualidade do

serviço, a quantidade suficiente para o atendimento, a regularidade constante, a

confiabilidade da população quanto aos serviços prestados, isso tudo a um custo

mínimo à população. Enfim atuar com eficiência, eficácia e efetividade.

Antes de qualquer coisa é necessário entender o porque devemos propor a

automação de um sistema de abastecimento. A automação de um sistema não deve

e não pode ser um esforço isolado de uma única pessoa, mas de todos os setores

da empresa, por isso a integração da engenharia, a manutenção e a operação é

muito importante para validar e consolidar a implantação. Isto porque quando da

confecção e calibração do sistema deverá haver um tempo para analisar e discutir

as informações a serem inseridas no primeiro momento. Por ser um sistema

dinâmico sempre que houver novos dados à serem implantados ele será calibrado

novamente se ajustando à nova configuração. Por fim com a aplicação dos

80

procedimentos serão alcançados os objetivos estabelecidos de eficiência energética,

eficiência hidráulica e redução de perdas.

81

4 ESTUDO DE CASO

4.1 CARACTERIZAÇÃO DO ESTUDO DE CASO

No presente estudo de caso estaremos identificando o sistema de

abastecimento de água do município de Itaboraí, num histórico recente de

ampliações com os indicadores atuais e dados operacionais do Sistema de

Abastecimento de Água - SAA, propondo a elaboração de uma análise estratégica

com a finalidade de melhoria na qualidade e quantidade de água para

abastecimento da população do município propiciando assim a eficiência do sistema,

o controle de perdas, a melhoria e agilidade da operação e manutenção, bem como

um prazo maior para intervenções de ampliação do sistema. A cidade possui

população estimada de 229.007 habitantes (IBGE, 2015), e um número de 16.221

ligações prediais e 25.253 economias (CEDAE, 2015). A concessionária responsável

pelo sistema é a Companhia Estadual de Águas e Esgotos – CEDAE, empresa de

economia mista, tendo como principal acionista o Governo do Estado do Rio de

Janeiro, constituída oficialmente em 1º de agosto de 1975, quando da fusão dos

antigos Estados da Guanabara e Rio de Janeiro, fruto da união das empresas de

saneamento dos referidos Estados a CEDAG (Companhia de Águas do Estado da

Guanabara), da ESAG (Empresa deSaneamento do Estado da Guanabara),

responsável pelo esgotamento sanitário, e da SANERJ (Companhiade Saneamento

do Estado do Rio de Janeiro), na Figura 13 a seguir demonstramos o organograma

atual da empresa. A concessionária planeja, constrói e opera sistemas de

abastecimento e esgotamento sanitário nas áreas objeto de convênios firmados com

os municípios do estado. A responsabilidade pelo gerenciamento da empresa no

município é a Assistência Técnica Regional – Gerência Leste – ATR-GLE,

diretamente ligada à Diretoria de Distribuição e Comercialização do Interior.

82

Figura 13. Organograma da CEDAE

Fonte: CEDAE, 2015

Focada em ser eficiente no atendimento e cada vez mais qualificada no

mercado, a CEDAE (2015) apresenta sua missão, sua visão de futuro e valores.

MISSÃO

o Prestar serviços de referência em abastecimento de água,

esgotamento sanitário e demais soluções em saneamento ambiental, de forma

sustentável, para o desenvolvimento socioeconômico e preservação do meio

ambiente, com foco na rentabilidade e satisfação da sociedade, clientes e acionistas.

VISÃO

o Ser uma empresa de excelência em serviços de saneamento

ambiental, reconhecida por sua governança corporativa, sustentabilidade e

rentabilidade.

VALORES

o Comprometimento: compromisso de todos os integrantes, dos

membros do Conselho de Administração aos aprendizes, com o conhecimento e

alcance dos objetivos da companhia para a consecuçãode sua missão institucional;

o Ética: padrões morais de acordo com as crenças básicas da sociedade,

leis, regulamento e expectativas públicas;

83

o Foco na rentabilidade: busca de rentabilidade de seus negócios com

compromisso social;

o Excelência: qualidade superior nos produtos e serviços e atenção à

clientela.

O município de Itaboraí tem 12% de seu território na Bacia do Guapi-Macacu,

que tem uma área de drenagem de cerca de 1.640 km² e é responsável pelo

abastecimento de água de cerca de 2,5 milhões de habitantes dos municípios de

Cachoeiras de Macacu, Guapimirim, Itaboraí, São Gonçalo e Niterói, além de ser

também utilizada para irrigação e piscicultura. A captação da água é feita no canal

de Imunana, situado abaixo das tomadas d’água para diversas outras finalidades, o

que reduz o volume captado (FERRAZ et al, 2011).

Ressaltamos que o município não dispõe em seu território de um manancial,

captação, com volume minimamente condizente para as necessidades de

atendimento para abastecimento local, cabendo então à CEDAE, detentora da

outorga, conforme termos da Lei de Recursos Hídricos, Lei Federal nº 9.433/97, a

captação, produção, reservação e distribuição de água.

Itaboraí possui 8 distritos em sua divisão administrativa, conforme

Figura 14. Dentre os municípios na área de abrangência da bacia do Guapi-

Macacu se destaca por ter a maior taxa de crescimento populacional,

conforme mostra o Gráfico 2. Este crescimento se deve a falta de exigências

legais e de fiscalização pelo poder público local, quanto ao crescimento

desordenado de loteamentos em terras de propriedades rurais, inclusive com

construção de conjuntos habitacionais entre os anos 60 e 70. Somados a

este conjunto de ações temos a partir dos anos 70 a construção da Ponte

Rio-Niterói e posteriormente à abertura da Estrada Niterói-Manilha

encurtando o trajeto de Itaboraí aos grandes centros urbanos. Itaboraí então

passa a ser considerada uma cidade dormitório, apesar de instalação de

indústrias ao longo da rodovia BR-101 e nos seus distritos constituiu um

mercado local de trabalho, intensificado com a probabilidade de instalação e

posteriormente com o início da instalação do COMPERJ. Por ser o principal

município na Área Diretamente Afetada (ADA) do COMPERJ, vem também

atraindo pessoas em busca de trabalho e ou moradia com custos mais baixos.

Cabe ressaltar que os assentamentos precários, desordenados prejudicam

84

toda e qualquer cálculo de demanda de projeto para instalação de

abastecimento de água, bem como prejudicam o sistema existente em seu

equilíbrio quando ocorrem prolongamentos ou fugas não autorizadas e ou

conhecidas pela concessionária.

Figura 14. Divisão Administrativa do Município

Fonte: PMI - Secretaria Municipal de Planejamento e Coordenação – Cadernos Itadados

14.11023.645

147.249

177.260

215.412

51.802

90.897

15.493 10.2192.596

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

1970 1980 1991 2000 2010

Po

pu

laçã

o

Crescimento populacional

Série Histórica

Urbana Rural

Gráfico 2. Crescimento Populacional – Série Histórica população urbana e rural de Itaboraí

Fonte: IBGE, Censo Demográfico 1950/2010.

85

A partir de 1986 a população do município cresceu em 10 anos uma média de

2%, conforme dados do Gráfico 3, causando um impacto negativo ao abastecimento

da cidade, uma vez que o crescimento foi desordenado e de forma irregular.

Gráfico 3. Índice de Crescimento

Fonte: EMBRAPA, 2009

4.2 LEVANTAMENTO DE INFORMAÇÕES CADASTRAIS DO SISTEMA

4.2.1 Sistema de abastecimento até 1997

O município de Itaboraí, até o ano de 1997, tinha como fontes de

abastecimento captações situadas no município de Cachoeiras de Macacu, através

das barragens dos rios Souza, Posto Pena e Córrego Grande, e a represa de

Paraíso situada no município de Guapimirim, atendendo a 04 (quatro) dos oito

distritos do município de Itaboraí, através da linha adutora, cujo diâmetro é

de Ø 500 mm.

O córrego do Barbosão, situado no emancipado município de Tanguá, através

da Lei Estadual 2.496/95, tinha vazão máxima da ordem de 3,4 l/s, e atendia já

nesta época apenas a comunidade rural próxima a sua área de influência.

A Figura 15 mostra geograficamente o posicionamento aproximado dos

mananciais de serra que atendem ao município de Itaboraí.

86

Figura 15. Mananciais de Serra que atendem ao sistema de abastecimento de Itaboraí

Fonte: Elaborado pelo Próprio

O Município de Cachoeiras de Macacu é abastecido pelo sistema Souza e

pelo sistema Posto Pena que possuem origem em unidades de tratamento de

mesmo tipo (tratamento simplificado - cloração). As captações desses sistemas são

realizadas nas confluências dos rios Souza e São Joaquim e dos rios Macacu,

Apolinário e Jacutinga, respectivamente, situadas na região serrana do município,

em área com grande cobertura vegetal.

Os mananciais de serra, captadas no município de Cachoeiras de Macacu,

cuja vazão a partir do reservatório de regularização do Valério era de 352 l/s, além

de atenderem a área urbana do próprio município, atendem também todas as

propriedades rurais ao longo dos aproximados 50 km de adutora, cujo diâmetro é de

Ø 500 mm, em Ferro Fundido de fabricação inglesa, com idade média de 50 anos,

antes de chegar ao ponto derivação em Porto das Caixas, para alimentar a

elevatória existente que atende o sistema de reservação e distribuição do município

de Itaboraí.

87

Somados a este sistema adutor temos a contribuição da represa do Paraíso,

outra captação que atende ao município de Itaboraí, situada no município de

Guapimirim, tem diâmetro de Ø 500 mm, em ferro fundido e contribuição média de

vazão da ordem de 80 l/s.

Podemos considerar que este sistema atendeu ao município de Itaboraí de

forma satisfatória no período registrado no Quadro 5. O Plano Diretor da CEDAE

(1985) para abastecimento futuro de Itaboraí prevê a sua inclusão no sistema

Imunana – Laranjal, com regularização de vazão deste sistema através da barragem

da bacia do Macacu e do Guapi-Açu, em Cachoeiras de Macacu, implantação de

adutoras de Água Bruta e Tratada, Estação de Tratamento – ETA, reservatórios e

redes de distribuição.

Município

População urbana - 1980 População urbana - 1986

Total Abastecida1

Índice de

Atendimento

%

Total Abastecida2

Índice de

Atendimento

%

Itaboraí 23.645 18.915 79 31.919 22.753 71

Quadro 5. População Abastecida

Fonte: CIDE, Anuário Estatístico do Estado do Rio de Janeiro

Estes mananciais, além de atenderem ao município de Cachoeiras de

Macacu, eram responsáveis pelo abastecimento do município de Itaboraí, atendendo

respectivamente os distritos, Sambaetiba, Itaboraí - sede, Porto das Caixas e

Visconde de Itaboraí, através de derivações interligadas a adutora de diâmetro

de Ø 500 mm. O tratamento necessário e utilizado nas barragens, até hoje, é o de

desinfecção (cloração). As Fotos a seguir ilustram as barragens citadas.

1 A população abastecida é a razão entre o número de economias - 6.024, divulgado pelo Anuário Estatístico do Estado do Rio de Janeiro e a média de pessoas por domicílio adotada pelo IBGE que é de 3,14. 2A população abastecida é a razão entre o número de economias - 7.246, divulgado pelo Anuário Estatístico do Estado do Rio de Janeiro e a média de pessoas por domicílio adotada pelo IBGE que é de 3,14.

88

Foto 1. Captação Jacutinga

Fonte: UFF/FEC - Projeto Macacu

Foto 2. Captação Apolinário


Foto 3. Captação Córrego Grande


89

Foto 4. Captação Souza


Foto 5. Captação Paraíso

Fonte: CEDAE

O sistema demonstrado na Figura 16, era composto por adutoras, sub-

adutoras, reservatórios e redes de distribuição:

Ø 500 mm - adutora de Cachoeiras de Macacu.

Ø 400 mm - derivada da Adutora de Macacu em Porto das Caixas;

Ø 300 mm - recalque da elevatória de Porto das Caixas que abastece os

reservatórios de Itaboraí;

Ø 250 mm - prolongamento da adutora de Ø 300 mm que abastece os

reservatórios de Itaboraí, para alimentar o reservatório de Venda das Pedras;

Ø 150 mm - adutora do Barbosão.

90

Estação Elevatória

A estação elevatória é composta por três conjuntos capazes de recalcar 73 l/s

a uma altura manométrica de 77 m.

Reservatórios

Itaboraí-sede - reservatório apoiado com volume de 600 m³;

reservatório apoiado com volume de 1.100 m³;

reservatório elevado, com volume de 200 m³;

reservatório elevado, com volume de 75 m³.

Venda das Pedras - reservatório apoiado com volume de 900 m³.

Figura 16. Configuração do Sistema existente


Apesar da vazão inicial no reservatório do Valério, contribuições da serra

localizadas em Cachoeiras de Macacu, ser da ordem de 352 l/s, conforme dito

anteriormente, os relatórios de medições realizados próximos ao ponto de derivação,

dão conta de que a vazão para recalque e atendimento ao município de Itaboraí era

de 80 l/s que somados aos 80 l/s drenados da adutora alimentada pela represa de

91

Paraíso, somavam 160 l/s. Trabalhando com a demanda usualmente utilizada pela

CEDAE, de 250 l/hab./dia, esta vazão seria suficiente para atender a uma população

de 55.296 habitantes, não fossem as perdas existentes no sistema de distribuição

girando em torno de 40%, proporcionando novos números para este sistema, 96 l/s

o que atenderia a 33.178 habitantes.

Cabe ressaltar que se levando em consideração que a população urbana de

Itaboraí neste período era de 165.673 habitantes, conforme dados do anuário

Estatístico do Estado do Rio de Janeiro (1997), a vazão necessária para que o

atendimento alcançasse a universalidade seria de 479 l/s. Este déficit se deve a

insuficiência dos mananciais abastecedores, a grande quantidade de consumidores

– urbanos, pois atende o município de Cachoeiras de Macacu e rurais assentados

ao longo de toda linha adutora, ao crescimento populacional em função da

proximidade do município com os grandes centros, e a perda de carga natural ao

longo de toda a adutora, cuja média de idade é de 50 anos, até a derivação

existente onde alimenta a elevatória em Porto das Caixas.

Somados a este quadro constatou-se a pouca capacidade de reservação

existente no município, somente o Distrito-sede e Venda das Pedras possuem

reservatórios, e nenhuma nos demais distritos, rede insuficiente de distribuição e

principalmente pelo crescimento desenfreado e desordenado do município de

Itaboraí.

O distrito de Cabuçu era atendido por Poço Artesiano.

4.2.2 Concepção do sistema de abastecimento a partir de 1998

A partir de 1998 a concepção do sistema de abastecimento de Itaboraí deixa

de ser em sua totalidade abastecido por captação em mananciais de serra com o

tratamento apenas de desinfecção e passa a ser parte integrante do sistema

Imunana-Laranjal, captação da CEDAE, localizada no município de Guapimirim,

bacia do Guapi-Macacu. O sistema integrado pelos municípios de Niterói, São

Gonçalo, Itaboraí e a ilha de Paquetá, ilustrado na Figura 17.

92

Figura 17. Sistema Integrado Imunana-Laranjal/Itaboraí

Fonte: Adaptado da Agência Nacional de Águas - ANA

Todas as unidades existentes do antigo sistema de abastecimento de Itaboraí

foram aproveitadas (adutoras, elevatórias de água tratada, reservatórios e redes de

distribuição), sendo apenas instalada a Estação de Tratamento de Água de Porto

das Caixas – ETA, com vazão de 150 l/s, atendendo ao distrito de Itaboraí, parte de

Porto das Caixas e Visconde Itaboraí.

Também em 1998 foi implantado um sistema de abastecimento para atender

as localidades de Marambaia e Apolo I e II, através da interligação da adutora de

água bruta do sistema Imunana-Laranjal, ETA, elevatória de água tratada,

reservatórios e rede de distribuição.

93

Em 2008, foi implantado um novo sistema nos mesmos moldes dos

anteriores, com derivação da adutora de água bruta do sistema Imunana-Laranjal

para abastecer Manilha, com as mesmas unidades, adutora de água bruta, ETA,

elevatória de água tratada, reservatório e rede de distribuição. A Figura 18 mostra o

ponto de captação de água da CEDAE, onde tem a derivação do rio Guapi-Macacu

para o canal de Imunana.

Figura 18. Região da Captação de Água da CEDAE

Fonte: CONCREMAT, 2007

Estes Sistemas de Produção têm em comum os componentes abaixo

descritos:

Barragem submersa: objetiva garantir carga hidráulica suficiente para

tomada d’água nos períodos de estiagem e impedir penetração da língua salina nas

altas de maré, além de facilitar o desvio da água para a captação, reduzindo a

velocidade elevando levemente o nível da água no ponto em que é feito o desvio,

fazendo com que a água flua para a tomada d’água, provoque a decantação de

materiais sólidos em suspensão, levando ao assoreamento do leito do canal.

Tomada d’água – à esquerda da barragem submersa o sistema é

composto por uma caixa de concreto, desarenador primário, onde deve ser contida a

areia carreada pelas águas. Posterior ao desarenador 05 comporta grades para

controlar as vazões captadas e remanescentes, conforme nível no canal de

94

Imunana, onde e conter detritos flutuantes de grandes dimensões. Após as

comportas, existe ainda uma bacia de decantação, com a finalidade reter as

partículas mais finas, que não ficaram no desarenador primário. A Figura 19 mostra

o detalhe da barragem e das comportas com sistema de filtros do canal de tomada

de água que alimentam a Estação Elevatória de Água Bruta de Imunana.

Captação –aduzindo a vazão em torno de 6.000 l/s.

Figura 19. Detalhe da Captação de Água da CEDAE no rio Macacu

Fonte: CONCREMAT, 2007

Estação Elevatória de Água Bruta - EEAB -composta de cinco

conjuntos de motor-bombas, dispostas em uma edificação alocada em sentido

transversal ao canal, em paralelo, sendo quatro em operação e uma como reserva,

com capacidade nominal aproximadamente de 1.700 l/s cada. A Foto 6 ilustra a

estrutura construída transversalmente ao canal de captação, com tomada de água,

conforme corte representado na Figura 20, em rebaixo para o afogamento das

bombas, podendo-se considerar que não há variação de nível de água ao longo do

curso do canal.

95

Foto 6. Captação e estação elevatória de água bruta Imunana - Laranjal

Fonte: CEDAE

Figura 20 . Estação Elevatória de Água Bruta Imunana – Laranjal. Corte Transversal

Fonte: CEDAE

96

A Foto 7 apresenta todo o complexo do Imunana, onde estão instaladas todas

as estações elevatórias, a ativa EEAB-4, e as antigas hoje desativadas, bem como

subestação elétrica da Ampla de alimentação

Foto 7. Complexo das estações elevatórias de água bruta do Imunana

Fonte: PMI - PMSB

Adutora de Água Bruta – AAB – tubulações em aço nos diâmetros

de Ø 1400, 1200, 1000 e 800 mm, transportando até seu destino final, a Estação de

Tratamento do Laranjal.

A alimentação do sistema de Itaboraí passou a ser realizada através de

derivação da Adutora de Água Bruta – AAB, de Ø 1400 mm, aduzindo às Estações

de Tratamento de Água – ETA de Porto das Caixas, Manilha e Marambaia. Os

mananciais de Cachoeiras de Macacu continuam abastecendo o distrito de

Sambaetiba e Porto das Caixas, através do programa implantado anteriormente e

denominado de CPP - Comunidade de Pequeno Porte, com uma vazão de 32 l/s.

97

Os Sistemas de produção são constituídos:

Porto das Caixas

o Sub-adutora de Água Bruta – 8.816 m de tubulação de ferro fundido,

classe k-7 derivados da AAB, em aço, de diâmetro de Ø 1400 mm, assim

distribuídos:

1º trecho - Interligação – Ø 600 mm- 912 m

2º trecho - Ø 500 mm – 654 m

3º trecho - Chegada a ETA – Ø 400 mm – 7.250 m

o Parque de Produção

Caixa de Distribuição – chegada da Água Bruta, em estrutura metálica,

em forme cilíndrica, funcionando como tanque de tranquilização, com saídas para a

Unidade de Tratamento de Água.

Unidade de Tratamento – ETA – compacta, metálica, utilizando

processo convencional de tratamento, clarificação, correção de ph, desinfecção e

filtragem, com vazão de 150 l/s.

Tanque de Contato - em concreto armado com volume de 600 m³, tem

por finalidade dispersar completamente o cloro na água tratada.

Sistema de Cloração - constituído de um posto com capacidade de

instalação para seis cilindros de cloro de 900 kg, possuindo instalação para

confinamento e neutralização do cloro gasoso.

Sistema de Secagem de Lodo - constituído de adensador, bombas de

recalque e as centrifugadoras, de onde é retirado o lodo para o destino final.

Elevatória de Água de Recirculação - construída em prédio de

alvenaria, e constituída de dois grupos motor-bomba, sendo um reserva, com vazão

de 9 I/s.

Elevatória de Água de Lavagem dos Filtros - instalada no mesmo

prédio da elevatória de água de recirculação é constituída de dois grupos motor-

bomba, sendo um reserva, com vazão de 150 I/s.

98

Reservatório de Contato e Recirculação de Água de Lavagem dos

Filtros - construído em concreto armado, com volume de 300 m³, servindo aos

ejetores do sistema de cloração, a elevatória de água de lavagem dos filtros, sendo

também caixa de passagem da água tratada.

Elevatória de Água Tratada de Itaboraí - a unidade é constituída de

dois grupos motorbomba, sendo um reserva, com vazão de 150 I/s.

Marambaia

o Sub-adutora de Água Bruta – 4.300 m de tubulação derivados da AAB,

em aço, de diâmetro de Ø 1400 mm, assim distribuídos:

1º trecho - Interligação –Ferro Fundido - Ø 400 mm –1.900 m

2º trecho - Chegada a ETA – PVC DeFoFo - Ø 300 mm – 2.400 m



processos convencionais com vazões: Unidade 1 – 30 l/s e a Unidade 2 - 25 l/s,

perfazendo um total de 55 l/s.

Sistema de Cloração – cloro em pastilhas.


Filtros - em concreto armado com volume de 1.000 m³ tendo como finalidade

reaproveitar a água utilizada para lavagem dos filtros, que é recalcada para a caixa

de distribuição através da elevatória de água de recirculação.

Elevatória de Água Tratada - a unidade é constituída de dois grupos

motorbomba, sendo um reserva, com vazão de 55 I/s.

Manilha

o Sub-adutora de Água Bruta – 4.300 m de tubulação derivados da AAB,

em aço, de diâmetro de Ø 1400 mm, assim distribuídos:

1º trecho - Interligação –Ferro Fundido - Ø 1.200 mm – 1.250 m

2º trecho - Chegada a ETA – Ferro Fundido - Ø 400 mm – 4.360 m


99


processos convencionais com vazão de 110 l/s, casa de química com 3 pavimentos

com sala de dosagem laboratório e deposito de produtos químicos

Sistema de Cloração – pastilhas de cloro.


Filtros - em concreto armado com volume de 1000 m³ tendo como finalidade

reaproveitar a água utilizada para lavagem dos filtros, que é recalcada para a caixa

de distribuição através da elevatória de água de recirculação.

Elevatória de Água Tratada - a unidade é constituída de seis grupos

motorbomba, sendo dois reservas, sendo que três atendem a Manilha com vazão

de 50 l/s e três atendem Itambi com vazão de 10 l/s.

Essa nova configuração do sistema possibilitou a regularização da vazão

aduzida ao distrito sede – Itaboraí, e seus bairros, e o abastecimento com qualidade

aos distritos de Manilha e Marambaia, onde não havia qualquer tipo de

abastecimento, a não ser através de poços.

Portanto podemos dizer que a partir deste marco a CEDAE deu um passo

para adequar o abastecimento de Itaboraí de forma a começar a atender a

população cada vez mais crescente do município, isto porque, apesar dos

investimentos feitos ao longo de mais de 10 anos, com assentamentos de rede,

implantações de sistemas produtores, elevatórias trazendo gastos de energia, e de

reservação, ainda eram latentes as dificuldades encontradas para abastecer,

controlar perdas e manter o sistema de abastecimento equilibrado.

O sistema permanece recebendo água dos mananciais de serra de

Cachoeiras de Macacu, vazão de 35 l/s, que abastece com 5 l/s a CPP de

Porto das Caixas, programa da CEDAE para atendimento à Comunidade de

Pequeno Porte, instalado nos anos 90, do qual fazem parte um reservatório

em fibra de vidro e rede de distribuição. Os 30 l/s restantes são direcionados à

elevatória que atende ao distrito de Itaboraí-sede.

100

A Figura 21 ilustra a ampliação do sistema relatada anteriormente.

Figura 21. Configuração do sistema ampliado


Espera-se que a ocupação e uso do solo na Área de Influência Direta ocorram

de modo ordenado no futuro, diminuindo o crescimento desenfreado no município ao

longo desses anos todos em função de todas as variantes mostradas anteriormente.

Esta evolução deverá ser contida haja vista que o Estatuto das Cidades e os Planos

Diretores obrigatórios, aprovados em 2006 para todos os municípios da Área de

Influência Direta do COMPERJ, preveem um conjunto de ações para limitar a oferta

de novos loteamentos em áreas próximas aos reservatórios de abastecimento

público e em áreas protegidas, assim como a restrição de ocupações e construções

101

irregulares evitando-se assim a degradação do meio ambiente, possibilitando

melhorias dos serviços básicos, como por exemplo, o saneamento e a saúde,

essenciais a população e hoje deficientes.

Concomitante a esta falta de ordenamento nos assentamentos, o crescimento

populacional de em média 2% a.a., e a falta de mananciais em condições

quantitativas de atender às necessidades atuais da população, temos uma mudança

na configuração dos gráficos ao longo dos anos de atendimento ao abastecimento

de água, que só será possível reverter após uma programação coordenada capaz

de levantar dados e informações necessárias para projetar uma ampliação do

sistema como um todo, sem que com isso prejudique os demais municípios

integrantes e também dependentes do Sistema Imunana-Laranjal. Levantamos junto

à concessionária dos serviços de abastecimento, CEDAE e o SNIS, informações e

índices gerais e operacionais que fossem capazes de demonstrar o comportamento

do sistema e sua condição de atendimento à população.

É muito comum nos sistemas de abastecimento existentes, independente do

período de alcance proposto no projeto, haver aumentos de demanda em função de

um crescimento populacional desenfreado, exigindo das empresas concessionárias

uma resposta capaz de operacionalizar o atendimento. Isto faz com que toda a

projeção e capacidade do sistema sofram perdas, reais ou aparentes.

O Quadro 6 apresenta os valores do índice de população atendida, a partir de

2010, inclusive, tendo como base o número de economias e a média de pessoas por

domicílio adotada pelo IBGE, censo de 2010, para o município de Itaboraí.

ANO POPULAÇÃO Nº DE ECONOMIAS POPULAÇÃO

ATENDIDA3

1986 31.919 7.246 22.753

1998 169.967 8.646 27.148

2000 187.038 10.494 32.951

2002 197.016 12.350 38.779

2004 210.735 15.337 48.158

2006 220.981 14.831 46.569

2008 225.309 18.584 58.354

3A população abastecida é a razão entre o número de economias, divulgado pelo Anuário Estatístico do Estado do Rio de Janeiro e o SNIS, e a média de pessoas por domicílio adotado pelo IBGE que é de 3,14.

102

2010 218.008 20.433 64.160

Quadro 6. População atendida 1986-2010

Fonte: Elaboração própria, com dados coletados no SNIS, Anuário Estatístico, IBGE e

CEDAE

O Gráfico 04 representa a População Total de Itaboraí em contraponto a

População Atendida. Esta diferença ocorre em função do crescimento acelerado.

Gráfico 4. População total x população atendida 1986-2010

Fonte: Elaboração própria, com dados coletados no SNIS, Anuário Estatístico, IBGE

O Gráfico 05 demonstra o percentual de População Atendida do ano de

1986/2010. Importante observar a queda do Índice de Atendimento em função do

elevado aumento demográfico ocorrido no período que compreende 1986 a 1998.

103

71%

16%20% 20% 20% 21%

29% 29%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

1986 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Índice de Atendimento

Gráfico 5. Índice de atendimento 1986-2010

Fonte: Elaboração própria, com dados coletados no SNIS Anuário Estatístico, IBGE

O Gráfico 06 apresenta o Percentual de Perdas na Distribuição de Água no

período de 2000/2010.

50

66

6157

55

41

0

10

20

30

40

50

60

70

2000 2002 2004 2006 2008 2010

Índice de Perdas na Distribuição

Gráfico 6. Índice de Perdas na Distribuição 2000-2010

Fonte: Elaboração própria, com dados coletados no SNIS

4.2.3 Ampliação do sistema de abastecimento em 2011

A partir de 2011 com a implantação do COMPERJ confirmada e se iniciando,

viu-se a necessidade de ampliação, especificamente, da ETA de Porto das Caixas

104

para que pudesse atender não somente de forma mais contundente a população de

Itaboraí, como também ao próprio Polo Petroquímico e ao aumento populacional que

viria em função dele. Dessa maneira foi montada uma parceria Petrobrás/CEDAE

visando obras capazes de atender a contento o município a partir do convênio

firmado em março de 2008.

Abaixo temos a ilustração da ampliação do sistema, onde foi instalada uma

nova unidade de ETA compacta em Porto das Caixas, com vazão nominal de

100 l/s, que somados a unidade já existente de vazão nominal de 150 l/s, passou a

produzir o total de 250 l/s.

Figura 22. Sistema Integrado Imunana-Laranjal/Itaboraí - Ampliado

105

Fonte: Adaptado da Agência Nacional de Águas - ANA

O Sistema de Produção teve sua configuração alterada em função do início

das atividades do COMPERJ, uma vez que a CEDAE passou a abastecer a unidade

de industrial, ficando, portanto, o Sistema Produtor com a seguinte configuração:

Porto das Caixas


Caixa de Distribuição – chegada da Água Bruta, em estrutura metálica,

em forme cilíndrica, funcionando como tanque de tranquilização, com saídas para a

Unidade de Tratamento de Água.


processos de tratamento convencional, clarificação, correção de ph, desinfecção e

filtragem, com vazão de 250 l/s.

Tanque de Contato - em concreto armado com volume de 600 m³, tem

por finalidade dispersar completamente o cloro na água tratada.

Sistema de Cloração - constituído de um posto com capacidade de

instalação para seis cilindros de cloro de 900 kg, possuindo instalação para

confinamento e neutralização do cloro gasoso.


Filtros - construído em concreto armado, com volume de 300 m³, servindo aos

ejetores do sistema de cloração, a elevatória de água de lavagem dos filtros, sendo

também caixa de passagem da água tratada.

Sistema de Secagem de Lodo - constituído de adensador, bombas de

recalque e as centrifugadoras, de onde é retirado o lodo para o destino final.

Elevatória de Água de Recirculação - construída em prédio de

alvenaria, e constituída de dois grupos motor-bomba, sendo um reserva, com vazão

de 9 I/s.

106

Elevatória de Água de Lavagem dos Filtros - instalada no mesmo

prédio da elevatória de água de recirculação é constituída de dois grupos motor-

bomba, sendo um reserva, com vazão de 150 I/s.

Elevatória de Água Tratada do COMPERJ - a unidade é constituída de

três grupos motorbomba, sendo um reserva, com vazão de 50 I/s.

Adutora de Água Tratada do COMPERJ – 4 km de tubulação com

diâmetro de Ø 300 mm, aduzindo hoje 10 l/s.

Elevatória de Água Tratada de Itaboraí - a unidade é constituída de

dois grupos motorbomba, sendo um reserva, com vazão de 140 I/s.

É incontestável que a instalação do COMPERJ vai possibilitar a geração de

empregos e de tributos que possibilitarão, caso sejam bem empregados e integrados

com a política municipal, uma melhor qualidade de vida para a população e

desenvolvimento ao município. A economia regional poderá ficar mais forte e

dinâmica, poderá haver planejamento e investimentos nas áreas hoje carentes como

Saúde, Saneamento, Habitação e Transporte.

Como poderemos ver no Gráfico 7 o crescimento da População permanece

num crescente, em média 1% a.a., conforme previsto. Quanto ao abastecimento de

água, o Gráfico 8 mostra que os índices de atendimento de água e de perdas de

faturamento, mantiveram-se num patamar constante, haja vista a atuação da

concessionária no sentido de buscar um equilíbrio nas contas e na operação do

sistema.

ANO POPULAÇÃO Nº DE ECONOMIAS POPULAÇÃO

ATENDIDA4

2011 220.352 21.218 66.625

2012 222.618 21.577 67.752

2013 225.263 22.087 69.353

2014 227.168 23.476 73.715

2015 229.007 25.192 79.103

Quadro 7. População atendida 2011-2015

Fonte: Elaboração própria, com dados coletados no SNIS, Anuário Estatístico, IBGE e

CEDAE

4A população abastecida é a razão entre o número de economias, fornecido pela SNIS, Anuário Estatístico, e a média de pessoas por domicílio adotado pelo IBGE que é de 3,14.

107

No Gráfico 07 fazemos a representação dos números acima transcritos.

220.352 222.618 225.263 227.168 229.007

66.625 67.752 69.353 73.715 79.103

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

2011 2012 2013 2014 2015

P opu lação To ta l x P opu lação Atend ida

População Total População Atendida

Gráfico 7. População Total x População Atendida 2011-2015

Fonte: Elaboração própria, com dados coletados no SNIS, Anuário Estatístico e IBGE

O Gráfico 08 demonstra que a Concessionária vem buscando ampliar sua

área de atuação apesar do crescimento populacional e da ocupação desordenada,

estarem fora da demanda projetada e da abrangência do sistema existente.

108

30%

31%

32%

33%

35%

27%

28%

29%

30%

31%

32%

33%

34%

35%

36%

2011 2012 2013 2014 2015

Percentual Atendido

População Atendida

Gráfico 8. Percentual atendido 2011-2015

Fonte: Elaboração própria, com dados coletados no SNIS, Anuário Estatístico e IBGE

A partir das informações apresentadas pelo SNIS (2013) o valor do índice de

perdas na distribuição da Concessionária gira em torno de 30%, apesar dos esforços

da mesma em reduzir este índice.

Os Reservatórios de distribuição que atendem a Itaboraí, estão listados no

Quadro 8, com suas respectivas áreas de influência. Os oito reservatórios, cinco

apoiados e três elevados, tem capacidade total de armazenamento de 4.975 m³.

RESERVATÓRIOS

RESERVATÓRIOS SEDE - 1.570 m²

ENDEREÇO Rua São João, n° 42

BAIRRO Centro

CAPACIDADE

APOIADO 1.100 m³

APOIADO 600 m³

ELEVADO 200 m³

ELEVADO 75 m³

ÁREA DE INFLUÊNCIA Centro, Ampliação e Nova Cidade

RESERVATÓRIO VENDA DAS PEDRAS – 585 m²

ENDEREÇO Rua Milton Chico, s/n°

BAIRRO Venda das Pedras

CAPACIDADE APOIADO 900 m³

ÁREA DE INFLUÊNCIA Venda das Pedras, Quissamã

RESERVATÓRIO MANILHA – 300 m²

ENDEREÇO Rua Waldir Pereira, s/n°

BAIRRO Centro

CAPACIDADE APOIADO 1.000 m³

ÁREA DE INFLUÊNCIA Centro, Vila Brasil, Monte Verde, Santo Antonio, Vila Gabriela e Novo Horizonte

RESERVATÓRIOS MARAMBAIA - 1.420 m² (ETA)

ENDEREÇO Rua “2”, s/n°

BAIRRO Apolo III

CAPACIDADE APOIADO 900 m³

ELEVADO 200 m³

109

ÁREA DE INFLUÊNCIA Apolo II, Apolo III, Marambaia

Quadro 8. Reservatórios de distribuição que atendem a Itaboraí

Fonte: CEDAE

Apresentamos no Quadro 9 as Elevatórias de Água Tratada – EEAT, que

fazem parte do sistema CEDAE, no município de Itaboraí. As EEATs são

alimentadas pela concessionária de energia elétrica AMPLA.

ELEVATÓRIAS

ELEVATÓRIA DE PORTO DAS CAIXAS

ENDEREÇO Rua do Acre

BAIRRO Porto das Caixas

POTÊNCIA BOMBA - 1 350 HP

BOMBA - 2 350 HP

ÁREA DE INFLUÊNCIA Bairros do Centro e Venda das Pedras

RECALQUE Em marcha e reservatório de Venda das Pedras e Sede de Itaboraí

ELEVATÓRIA MONTE VERDE

ENDEREÇO Rua "F"

BAIRRO Monte Verde


ÁREA DE INFLUÊNCIA Monte Verde

RECALQUE Em marcha

ELEVATÓRIA VILA BRASIL

ENDEREÇO Rua Paraná

BAIRRO Vila Brasil


ÁREA DE INFLUÊNCIA Vila Brasil

RECALQUE Em marcha

ELEVATÓRIA BNH MARAMBAIA

ENDEREÇO Rua da Conceição

BAIRRO Marambaia


ÁREA DE INFLUÊNCIA Marambaia

RECALQUE Em marcha

CPP DE PORTO

ENDEREÇO Rua Joaquim Rabello de Mattos



ÁREA DE INFLUÊNCIA Porto das Caixas

RECALQUE Em marcha

110

ELEVATÓRIA SEDE ITABORAÍ

ENDEREÇO Rua Padre José Leandro, n° 1.055

BAIRRO Centro


ÁREA DE INFLUÊNCIA Nova Cidade e Venda das Pedras

RECALQUE Em marcha e reservatório de Venda das Pedras

ELEVATÓRIA CONJUNTO NEUZA BRIZOLA

ENDEREÇO Conjunto Habitacional Neuza Brizola

BAIRRO Reta Velha


ÁREA DE INFLUÊNCIA Conjunto Habitacional Neuza Brizola

RECALQUE Reservatório do Conjunto Habitacional

Quadro 9. Estações Elevatórias de Água Tratada – EEAT

Fonte: CEDAE

As Estações de Tratamento de Água – ETAs, responsáveis pela produção e

alimentação do sistema de abastecimento de Itaboraí, estão listadas no Quadro 10,

com suas respectivas vazões e áreas de atendimento.

ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA (ETA)

ETA PORTO DAS CAIXAS -

3.600 m²

ENDEREÇO Rua Dona Moça, s/n°


VAZÃO 260 l/s

ÁREA DE INFLUÊNCIA

Centro, Ampliação, Nova Cidade, Rio Várzea, Outeiro das Pedras, Jardim Imperial, Sossego, Nancilândia, Venda das Pedras, Quissamã, Porto das Caixas, Retiro, Jardim Ferma e Esperança.

ETA MANILHA - 2.250 m²

ENDEREÇO BR 493, km 2,5

BAIRRO Aldeia da Prata

VAZÃO 100 l/s


Centro, Novo Horizonte. Monte Verde, Vila Brasil, Itambi, Vila Gabriela, Santo Antonio

ETA MARAMBAIA - 1.420 m²

ENDEREÇO Rua “2”

BAIRRO Apolo III

VAZÃO 50 l/s


Apolo II, Apolo III, Marambaia

Quadro 10. Estações de Tratamento de Água – ETAs

Fonte: CEDAE

O Quadro 11 apresenta os diâmetros e extensões das tubulações que

compõem o sistema de Itaboraí é apresentada uma tabela contendo os diâmetros

das tubulações existentes e suas extensões, a partir do cadastro.

Diametros Extensões (m)

111

50 mm 166.230

75 mm 47.480

100 mm 38.660

150 mm 39.050

200 mm 21.970

250 mm 5.138

300 mm 13.319

400 mm 7.250

500 mm 19.440

600 mm 912

Total 359.449

Quadro 11. Diâmetro das tubulações existentes e extensões

Fonte: CEDAE

Apesar de todas as informações colhidas no trabalho virem de fontes oficiais,

muitas delas são conflitantes entre si. A falta de dados operacionais, de um cadastro

técnico confiável e o atendimento ineficaz, ratifica a necessidade de um controle

mais apurado do sistema.

O resultado da análise, nos gráficos apresentados, nos mostra a fragilidade

do atendimento ao público, a tentativa da concessionária responsável pelo

abastecimento em conseguir cobrir a explosão demográfica causada por vários

fatores e sem o controle efetivo por parte do poder público municipal. A ocupação do

solo quando deste crescimento populacional se apresenta com uma peculiaridade

ainda mais agravante, uma vez que foi dispersa, e fora de áreas providas de

saneamento.

A operação de um sistema tem, antes de mais nada, a obrigação de garantir o

atendimento a seu cliente, com eficiência e confiabilidade, independente das falhas

mecânicas, equipamentos quebrados, ou hidráulicas, vazamentos nas tubulações

que possam vir a prejudicar o abastecimento. Ela tem que ser permanente e

ininterrupta, para que possa atender as demandas. Por isso o controle efetivo do

abastecimento, a atuação na manutenção corretiva, a presteza no atendimento ao

cliente, geração de dados e relatórios operacionais, são atividades ligadas ao

abastecimento. A confiança na parte eletromecânica é o principal suporte da

operação, pois envolve a manutenção preventiva das instalações, a análise de

dados operacionais e do desempenho.

112

Como vimos, as tentativas da concessionária em melhorar a qualidade e

eficiência do sistema ao longo do tempo esbarraram no aumento desenfreado da

população e consequentemente com aumento dos níveis de urbanização e de

demanda, tornando a operação cada vez mais complexa. Esse crescimento provoca

uma mudança no perfil de consumo muito pelo perfil dos consumidores, pela

dinâmica de crescimento urbano, pela forma do adensamento populacional em

áreas muitas vezes desprovidas de infraestrutura de abastecimento, e até mesmo

áreas com abastecimento, mas com demanda saturada para acréscimo de ligações.

Somados a este quadro, a falta de planejamento, em muitos casos preteridos

pela necessidade premente de adequar o sistema à realidade e a pressão da

população por um serviço de qualidade, a falta de manutenção adequada, vem

reduzindo a eficiência do sistema.

Toda deficiência do sistema pode ser percebida pela empresa, através do

índice de perdas de água causadas, por exemplo, pela pressão nas redes de

distribuição, perdas de energia elétrica, da operação do sistema, com manobras de

registros para suprir carências de abastecimento emergenciais.

A Figura 23 a seguir representa a área de abrangência do Sistema existente

com o delineamento em vermelho sendo a área atendida pela CEDAE.

113

Figura 23. Arranjo do Sistema de Água da CEDAE que atende Itaboraí (área de cobertura em

vermelho)

Fonte: Prefeitura Municipal de Itaboraí – Plano Municipal de Saneamento Básico

4.3 DIAGNÓSTICO DO SISTEMA EXISTENTE

O resultado da análise, nos gráficos apresentados, nos mostra a fragilidade

do atendimento ao público, a tentativa da concessionária responsável pelo

abastecimento em conseguir cobrir a explosão demográfica causada por vários

114

fatores e sem o controle efetivo por parte do poder público municipal. A ocupação do

solo quando deste crescimento populacional se apresenta com uma peculiaridade

ainda mais grave, uma vez que foi dispersa, e fora de áreas providas de

saneamento.

Portanto considerando o atendimento hoje do município de Itaboraí na faixa

de 27% a 33% da população urbana, podemos dizer que o mesmo se encontra

abaixo do percentual mínimo delimitado no SNIS, conforme Figura 22. Neste mapa

estão representados os índices médios de atendimento urbano por rede de água dos

municípios cujos prestadores de serviços são participantes do SNIS em 2014.

Desses municípios participantes, 46,7% da população urbana do País está com

atendimento na faixa dos 90%, ou seja, o serviço de água está universalizado. Vale

ressaltar que estes índices de atendimento podem estar elevados em função do

critério utilizado pelos prestadores de serviço para cálculo da população atendida

adotado.

Figura 24. Representação espacial dos índices médios de atendimento urbano

Fonte: Malha municipal digital do Brasil, Base de Informações Municipais 4. IBGE, 2003. Dados:

SNIS, 2014.

4.4 PROJEÇÃO DA POPULAÇÃO E DA DEMANDA NECESSÁRIA

115

Para a elaboração do plano estratégico foi levado em consideração os dados

extraídos do Estudo de Concepção para Abastecimento de Água sob Área de

Influência do COMPERJ e Projeto Básico do Sistema de Produção da área urbana

no município de Itaboraí (CEDAE) e do Plano de Saneamento Básico Municipal de

Itaboraí (PMSB, 2014).

Considerando a dinâmica de crescimento urbano, a mudança de perfil dos

consumidores, provocando a mudança do perfil de cada setor ao longo do tempo, o

PMSB e a CEDAE em função da atual demanda insuficiente para atender as

necessidades do município, procederam estudos de crescimento populacional

através de critérios pré-estabelecidos:

Análises matemáticas apoiadas em censos demográficos,

IBGE (1991-2010);

Apresentadas por bacias de esgotamento definidas através do

cruzamento das bases geográficas dos setores censitários e da delimitação das

bacias de esgotamento de estudo, e setores de abastecimento.

Projeções previstas em projetos existentes;

Implantações de fatores que possam acelerar ou frear este crescimento

(COMPERJ).

Para a evolução populacional com vistas ao atendimento ao projeto de

ampliação e universalização do abastecimento de água, foram utilizados dados dos

censos demográficos realizados pelo IBGE nos anos de 1991, 2000 e 2010 e a

projeção de 2014, também do IBGE. Os Quadros 12 e 13 a seguir apresentam o

crescimento populacional nos períodos e o percentual de crescimento.

Dados Média do Crescimento Geométrico

Ano População Ao Ano No Período

1991 147.249

2,02% a.a. 2000 177.260 2,08%

2010 215.412 1,97%

Quadro 12. População urbana e crescimento populacional anual do município de Itaboraí

Fonte: Histórico IBGE

116

Ano População

2014 227.168

Quadro 13. População total estimada do município de Itaboraí

Fonte: IBGE

Como visto, o elemento populacional é o parâmetro primordial para a

determinação da capacidade de cada unidade constante do projeto de sistemas

públicos de abastecimento de água, motivo pelo qual formam ponto polêmico, com

várias argumentações por parte dos profissionais responsáveis pela execução dos

projetos. Como é de conhecimento, com a instalação do COMPERJ o contingente

populacional futuro da região tende a evoluir acima das expectativas e da realidade

hoje já existente, se as estimativas forem em níveis baixos teremos em curto espaço

de tempo a necessidade de ampliar o sistema, pois sua capacidade será superada.

Ou caso este contingente seja estimado em níveis muito elevado, resultando

num superdimensionamento do sistema, teremos uma capacidade ociosa por muito

tempo, com alto custo de implantação e manutenção em relação ao benefício

esperado. O possível recuo na capacidade de produção do COMPERJ, ou mesmo

no seu desaparelhamento ou desmobilização pode ser um motivador deste

superdimensionamento.

Procurando um equilíbrio no cálculo da evolução populacional, a fim de se

evitar inconvenientes acima citados, apresento na Tabela 09 a seguir do estudo

populacional realizado pelo CEDAE.

Os estudos crescimento populacional, apresentados no Quadro 14, elaborado

pela CEDAE com a finalidade subsidiar a demanda necessária para o abastecimento

do município de Itaboraí, considerando todas as dinâmicas e fatores de influência,

para um horizonte de 20 anos, do período de 2015 a 2035, sendo o utilizado o

modelo de equação polinomial de 2ª ordem, por se aproximar da realidade atual, das

previsões do IBGE para 2014, e a que se apresenta mais próxima da projeção

realizada pelo COMPERJ, exceto pelo primeiro período, quando da implantação do

Complexo.

117

Ano População Taxa de Crescimento

2010 215.412 1,88%

2015 236.385 1,81%

2020 258.623 1,75%

2025 282.126 1,70%

2030 306.894 1,64%

2035 332.927 *

Quadro 14. Projeção populacional com o modelo polinomial de segunda ordem

Fonte: CEDAE

A partir destes valores e utilizando os parâmetros a seguir definidos, foi

possível calcular a demanda necessária por setor de abastecimento.

Taxa per capta definida pela CEDAE - q - 250 l/hab.dia5;

Índice de perdas, informadas pelo SNIS – Ip - 30%

O índice de atendimento buscando a universalização do serviço, isto é,

100% de abastecimento por setor;

Os coeficientes de variação de consumo são:

o Máxima vazão diária – K16 – 1,2

o Máxima vazão horária – K27 – 1,5

o Funcionamento da produção e das estações elevatórias 24 horas por

dia;

o Índice de perdas na distribuição – Ip – 30%8

o Índice de reservação – Ir – 16%

Para o cálculo das vazões de projeto teremos:

Demanda Média; (P×q) / 86.400

Demanda Máxima Diária (sem considerar perdas); (P×q×K1) / 86.400

Demanda Máxima Horária (sem considerar perdas);

(P×q×K1×K2) / 86.400

Demanda de Produção; (P×q×K1) / 86.400 + (P×q×Ip) / 86.400

5Valor adotado em projetos para a RMRJ e nos Estudos Regionais de Saneamento da Baixada

Fluminense (2013) 6 PNB-587-ABNT 7 PNB-587-ABNT 8 Valor adotado para projeto do Índice de perdas em torno de 30%, da Concessionária

118

Demanda de Reservação; (P×q×K1 / 1.000 + P×q×Ip / 1.000) × Ir

Vale ressaltar que no cálculo da demanda de reservação – Ir, foi considerado

um índice de reservação de 16%, baseado no método de capacidade mínima dos

reservatórios de Tsutiya (2006, p. 361).

A partir da projeção populacional e dos parâmetros definidos foram feitos os

cálculos de vazões necessárias de abastecimento, tendo como resultado no final do

horizonte, 2035, a configuração descrita no Quadro 15 nos mostra os dados

necessários para atender ao município de Itaboraí.

Dados

Período de 20 anos de alcance de projeto 2015 2035

Demanda de Água 662 l/s 963 l/s

Vazão do Projeto 1026 l/s 1500 l/s

Quadro 15. Demanda necessária de abastecimento ao final do período

Fonte: Adaptado CEDAE

4.5 PROPOSTA DO PLANO PARA AUTOMAÇÃO DO SISTEMA

O Sistema de Abastecimento de Água de Itaboraí vem ao longo dos anos,

sofrendo intervenções por parte da concessionária procurando minimizar os baixos

índices de atendimento e faturamento. Entretanto em função do crescimento

populacional e dos assentamentos irregulares, todo e qualquer esforço não vem

surtindo o efeito desejado e esperado:

pelas limitações na produção, hoje com vazão inferior a população

existente;

transporte, uma vez que as elevatórias não têm capacidade de

bombear o volume nas distancias e alturas necessárias, e as adutoras de água bruta

e tratada estão velhas e obstruídas;

reservação insuficiente em quantidade para atender aos setores;

e por fim as redes de distribuição em quantidades insuficientes.

119

No Quadro 16 a seguir podemos fazer um comparativo da população

existente com a vazão de produção e a demanda necessária para atendimento.

MUNICÍPIO

ITABORAÍ

POPULAÇÃO VAZÃO

EXISTENTE

DEMANDA

NECESSÁRIA

229.007 450 l/s 662 l/s

Quadro 16. Comparativo da população existente com a vazão de produção e a demanda necessária

Fonte: Adaptado PMI - PMSB

Objetiva-se que independente da proposta deste plano estratégico para a

automação do sistema, com consequente controle efetivo de perdas, recuperação

de faturamento, melhor atendimento à população, existe a necessidade de promover

uma nova concepção de abastecimento para o município, como foi proposto pela

CEDAE, que apresentaremos a seguir.

4.5.1 Proposta de melhoria do sistema

A proposta da CEDAE, para implementação das melhorias das unidades do

sistema, tem a finalidade é de universalizar o abastecimento de água do município.

Foram observados também o Plano Diretor de Abastecimento de Água da Região

Metropolitana do Rio de Janeiro da CEDAE e os Estudos de Alternativas e Projeto

Básico da Barragem do Guapiaçu com vistas à ampliação da oferta de água para a

região do CONLESTE, uma vez que o manancial hoje disponível, Guapi-Macacu é

insuficiente para atender as demandas do Sistema Imunana-Laranjal, cujo

atendimento engloba os municípios de Niterói, São Gonçalo, Itaboraí e a Ilha de

Paquetá.

Por ter um sistema já implantado e em funcionamento foram mantidos na

concepção as unidades que estão em bom estado de conservação, praticando

melhorias quando se fizerem necessárias, substituindo as que não apresentarem

condições de manutenção e atualizando os processos operacionais para um

funcionamento desejável.

120

Este novo arranjo do sistema proposto estaria assim disposto para atender ao

longo dos vinte anos a 100% da população do município:

• Manancial – a disponibilidade hídrica do Sistema Imunana-Laranjal,

cuja captação ocorre no Canal de Imunana, formado pelas bacias dos rios Macacu e

Guapiaçu – Região Hidrográfica V, (RH-V), hoje se encontra comprometida,

havendo necessidade de se encontrar soluções para o abastecimento em um futuro

próximo, apesar do sistema de captação hoje ter capacidade de aduzir 7.700 l/s,

sendo limitado pela capacidade de produção das unidades abastecidas pelo

sistema. Após estudos realizados pelo Plano Estadual de Recursos Hídricos do

Estado do Rio de Janeiro da Fundação COPPETEC, ficou constatado que até o ano

2030, com o aumento da população na área atendida pelo Sistema Imunana-

Laranjal, a produção deverá alcançar a vazão de 12.500 l/s, impossíveis de serem

retirados do atual manancial uma vez que já existe um déficit, motivo pelo qual

justifica-se uma avaliação de fontes alternativas de abastecimento visando também

o atendimento para além do horizonte de planejamento do PERHI-RJ. Uma

avaliação, considerando fontes possíveis em um raio de 100 km do cento de

distribuição, identificou, como única alternativa viável em curto prazo para reforço ao

Sistema Imunana-Laranjal, a construção de uma barragem no rio Guapiaçu. Esta

alternativa, já definida pelo Governo do Estado para implantação imediata e com

projeto executivo em elaboração, tem como vantagens a proximidade do centro

consumidor, a disponibilidade hídrica do manancial e a possibilidade de adução por

gravidade. O projeto prevê a formação de um reservatório com 291,5 km² de área

alagada e um volume total de 93 milhões de m³. Apesar de haverem outras três

alternativas, esta é a que se apresenta com melhor custo benefício. Seria

disponibilizada para adução ao sistema de Itaboraí uma vazão da ordem de

1.500 l/s.

• Captação – Através do canal artificial de Imunana hoje existente;

• Estação Elevatória de Água Bruta – EEAB e Adutora de Água Bruta –

AAB - Em função do aumento da vazão 1.500 l/s, requerida ao sistema de Itaboraí,

propor-se a instalação de seis conjuntos moto-bombas, sendo um reserva, e o

assentamento de tubulação no diâmetro de Ø 1200 mm.

121

• Estação de Tratamento de Água – ETA – Instalação de uma ETA de

tratamento convencional, ou seja, o tratamento será composto por: Calha Parshall,

floculadores, decantadores e filtros, fluoretação, desinfecção e correção de pH. Terá

capacidade de produção igual a 1.500 l/s.

• Estações Elevatórias de Água Tratada – EEAT e Adutoras de Água

Tratada – AAT – Instalação de EEAT, capazes de aduzir através de

aproximadamente 50 km de adutoras dos mais diversos diâmetros.

• Reservatórios – Serão somados aos quatro reservatórios existentes

outros oito deverão ser construídos nos diversos setores.

• Rede de Distribuição - A rede a ser projetada deverá estar interligada à

existente. A rede nova terá condutos secundários com diâmetro mínimo de 50 mm.

A pressão estática máxima nas tubulações distribuidoras deve ser de 50 mca, e a

pressão dinâmica mínima, de 10 mca. Quando seus diâmetros forem superiores a

300 mm, devem ser previstos condutos secundários de distribuição. O comprimento

da rede de distribuição existente hoje em Itaboraí gira em torno de 363 km que serão

somados aos 1.621 km previstos pela CEDAE e também no Plano Municipal de

Saneamento Básico de Itaboraí.

4.5.2 Automação do sistema de abastecimento de água

Depois de cumprida as etapas Levantamento de Dados, Diagnóstico do

Sistema, Projeção de População e de Demanda, faz-se na sequência a proposição

do plano estratégico.

A CEDAE ao longo do tempo, preocupada em aumentar sua produtividade e

evitar os desperdícios e perdas, vem aprimorando a técnica e a tecnologia adotadas,

procurando atender com qualidade a razão da existência da empresa que é o

atendimento de excelência a população. Por ser uma empresa prestadora de

serviços na distribuição de saúde, através do abastecimento de água, direcionou

suas atenções ao aprimoramento da sua infraestrutura, condições físicas, técnicas e

operacionais, dando suporte assim ao atendimento com eficácia e eficiência.

Procurando cumprir sua missão de contribuir para melhoria da qualidade de

vida da população, implantou o Centro de Controle e Operação de toda a Região

Metropolitana do Rio de Janeiro – CCO-Rio, considerado o mais moderno do

mundo, tem por finalidade supervisionar a operação do sistema de adução,

122

visualizando os Centros de Controle e Operação da Estação de Tratamento de Água

do Guandu - ETA Guandu, da Estação de Tratamento do Laranjal – ETA Laranjal e

de Esgotos da Zona Sul. Técnicos atuam 24 horas por dia no CCO que conta com

uma “sala de crise”, destinada a reuniões para decisões rápidas.

Eventos como os apagões ocorridos em fevereiro de 2013, paralisaram a

produção da ETA-Guandu, e consequentemente ocasionaram a falta d’água na

Região Metropolitana do Rio de Janeiro, que foi solucionada em tempo recorde, pois

uma situação que anteriormente levaria 10 dias para ser normalizada, levou apenas

72 horas, graças ao CCO que possibilitou a tomada de decisões imediatas por parte

dos controladores, minimizando o impacto negativo à população, pois remotamente

e em tempo real puderam diminuir as perdas de água e equilibrar a produção e

distribuição de água com maior eficiência.

O CCO-Rio dispõe de 70 estações remotas, com função de monitorar, em

tempo real, 200 pontos de pressão, 190 pontos de vazão, 45 níveis de reservatórios,

106 status de grupos de bombas, mais de 600 pontos digitais, sendo capaz,

inclusive, de controlar remotamente a abertura e fechamento de válvulas, podendo

ainda ativar ou desativar, também de forma remota, grupos de bombas. (CEDAE)

O CCO, através do software SCADA – Supervisório de Controle e Aquisição

de Dados - implantado, monitora à distância e em tempo real, por meio da

telemetria:

pontos de pressão na tubulação;

níveis de reservatórios;

qualidade da água;

variação de tensão elétrica e outros dados;

abertura e fechamento de válvulas instaladas no sistema adutor;

vazamentos nas tubulações e quaisquer anomalias no abastecimento;

emite gráficos e tabelas.

Além de agregar as informações sobre o sistema o software identifica

automaticamente qualquer mudança fora dos parâmetros autorizados e comunica

aos operadores por meio do acionamento de um alarme.

123

Desta forma a proposição deste plano estratégico vem apoiada na realidade

vivida pela empresa, onde o controle efetivo do sistema traz benécias tanto a

população a quem devemos atender com qualidade, quanto ao meio ambiente,

otimizando o uso dos recursos naturais e à própria empresa no uso dos recursos

financeiro e pessoal.

Podemos afirmar que o sistema de abastecimento de água é uma grande

indústria com várias unidades operacionais dentro de uma área geográfica

específica, interligadas e interdependentes umas das outras, com a finalidade de

atingir seu objetivo de universalização do atendimento, que podemos mensurar

como maior ou igual a 90%.

A necessidade de eficiência e melhoria de atendimento torna necessário e

indispensável controlar os mais variados índices, como macro e micromedições,

mensurar perdas de água e de energia, registrar o histórico de insumos utilizados e

de ocorrências dentre outros de alto valor estratégico para tomada de decisão da

empresa.

Podemos considerar então que a automação dos sistemas de abastecimento

de água assistida contribui para uma melhor utilização e aproveitamento dos

recursos naturais, como no controle do acionamento de bombas, economizando os

gastos de energia elétrica. A partir do Centro de Controle Operacional – CCO, as

unidades podem ser assistidas e controladas através de comandos remotos,

realizados principalmente por Telemetria, com funções de operação, otimização e

planejamento, com menor custo e maior segurança.

Dada a vital importância da preservação do recurso hídrico para a

manutenção da vida em nosso planeta, a gestão eficaz e otimizada dos processos

relacionados ao tratamento e à distribuição da água torna-se ainda mais essencial.

A proposta de automação do sistema de abastecimento de Itaboraí utilizando

softwares SCADA - Supervisório de Controle e Aquisição de Dados, já utilizado pela

CEDAE, e do PIMS - Sistema de Gerenciamento de Informações de Processo, tem

como finalidade agregar e consolidar informações operacionais, administrativas e

estratégicas, a partir de toda cadeia de produção, condução, reservação e

distribuição de água, aumentando a qualidade dos serviços prestados e do produto

fornecido, reduzindo, concomitantemente, os custos associados a estes processos.

Sem falar que a utilização destas tecnologias disponíveis e focadas na evolução

124

contínua dos sistemas de abastecimento de água, representa uma motivação a mais

para assegurar a preservação dos recursos hídricos.

Apesar dos elevados custos para aquisição e implantação da automação e

informação em um sistema de abastecimento, ao longo do tempo consegue-se

registrar significativas reduções de custos operacionais e de manutenção,

justificando assim sua implementação. (SWEENEY M. e MANNING A., 1994)

Algumas vantagens, ou benefícios técnicos, da utilização de sistemas de

automação e informação no controle operacional em empresas de saneamento são

abaixo relacionadas, além do controle de pressão, fundamental para o controle de

perdas e de medições e controle dos parâmetros:

redução de custos fixos e variáveis;

melhoria da qualidade nos serviços;

rapidez no atendimento;

percepção rápida e instantânea das condições operacionais;

redução no tempo de preparo de relatórios gerenciais de operação;

redução dos tempos para identificação de defeitos e consertos;

redução nas perdas de água;

melhor utilização do potencial técnico dos equipamentos;

telecomando e controle das bombas de captações, elevatórias

redução de falhas por erros de operação manual;

níveis de mananciais, barragens e reservatórios;

posição e controle de válvulas;

avaliação da qualidade da água em curtos períodos de tempo;

parâmetros de qualidade da água (por exemplo: turbidez, pH e

potencial de coagulação);

redução no consumo de energia;

Controle e otimização das dosagens de produtos químicos;

redução de produtos químicos;

macro e micromedição de volumes;

integração com CCO das ETA’s, otimizando o bombeamento em

função da demanda ou capacidade de tratamento;

construção de uma base de dados confiável e consistente.

125

Após análise da implantação do SCADA para automação no sistema de

distribuição de água do Centro de Reservação Portão – CR Portão, SANEPAR,

Curitiba, PR, Votre (2014), em sua conclusão de dissertação comprova a eficiência

em se investir na automatização, uma vez que foi possível reduzir as perdas, IP%

(Indicador de Perda Percentual). As reduções de perdas foram de 36,54% em maio

de 2012 para 31,54% em maio 2013. O controle de pressão reduziu a oscilação de

pressão em 48,04%, a manutenção das redes de distribuição em 10,52%, a

manutenção de ramais de distribuição em 46,23% e o consumo de energia elétrica

em 15,08%. Com o cálculo dos Indicadores de Perdas após a automação

verificou-se uma redução de 18,5%, e de 19,17% o de IPL (Indicador de Perda por

Ligação).

No estudo de caso realizado por Trojan e Kovaleski (2005) de “Automação no

Abastecimento de Água: Uma Ferramenta para Redução de Perdas e Melhoria nas

Condições de Trabalho”, na Empresa de Saneamento do Paraná – SANEPAR, no

município de Ponta Grossa, Paraná, onde se implantou automação abrangendo

válvulas, sensores de medição de pressão e vazão em pontos do sistema e um

sistema de supervisão por software, que gera alarmes de anormalidade e de

tomadas de decisão para atuação com vistas a regularizar o sistema. Como dito

pelos autores as companhias que atuam no setor de serviços em saneamento

básico, monitoram a variação de um indicador estratégico para o ramo: o índice de

perdas físicas.

O índice de perdas apresentava antes da implantação um índice de perda da

ordem de 45% no ano de 1998, no ano de sua implantação 2001, chegou a

apresentar 47,29%, caindo nos anos subsequentes para 38,91% e 32,23%,

respectivamente.

126

A seguir o Gráfico 9 mostrará a evolução do índice de perdas no município de

Ponta Grossa, antes e depois da implantação da automação em comparação com o

município de Itaboraí, motivo deste Plano Estratégico.

4541,14

47,29

32,2336,06

22,919,1

23,71

50 50 49

61

40

55

32,2336,06

22,919,1

23,71

0

10

20

30

40

50

60

70

1998 2000 2001 2003 2005 2008 2011 2012

Pe

rce

ntu

al

Índice de Perdas - Comparativo

Ponta Grossa sem Automação Itaboraí sem Automação

Ponta Grossa com Automação

Gráfico 9. A evolução do índice de perdas no município de Ponta Grossa

Fonte: SNIS

Analisando a linha do Gráfico 9, referente à cidade de Ponta Grossa no ano

de 2012, isto é, após a implantação da automação, ratificamos a necessidade de

monitoração, conforme dito à fl. 26 deste estudo, de cada etapa do planejamento

deve ser efetuada permanentemente, de forma a verificar o cumprimento das metas

estabelecidas e a necessidade de revisão do sistema ajustando, seguindo a linha de

melhoria constante do PDCA. Com relação ao município de Itaboraí, podemos

concluir que a falta de controle traz um total descontrole.

Os resultados obtidos e divulgados na apresentação acima só corroboram

com a proposição deste plano estratégico para a implantação da automação do

sistema de abastecimento de Itaboraí.

127

O Quadro 17 a seguir ilustra algumas metas necessárias das fases de

implantação da melhoria do abastecimento de água do município de Itaboraí,

relacionando com os níveis de planejamento de decisão e área de atuação

mencionada na Figura 1 da página 27.

METAS

PLANOS NÍVEIS DE DECISÃO ÂMBITO

Estratégico Tático Operacional Administração Chefias

Intermediárias

Equipes

Operacionais Global Setorial Operacional

Melhorar a

imagem da

empresa

Ser

autossustentável

Universalização

do abastecimento

Diagnosticar o

sistema

Propor

melhorias

Implantar

melhorias

Atuar no novo

sistema

Monitorar

controle e

revisão do plano

Quadro 17. Relação Metas e níveis de planos


128

5 CONCLUSÃO

Através das pesquisas realizadas, a fim de compor o presente trabalho, foi

possível compreender que no Brasil, a partir dos anos 1960, passam a se intensificar

os discursos que tratam da temática ambiental, isto ocorreu por que, foi a partir

desta década que o país passou por crescente processo de urbanização.

Nesse cenário, os pensamentos político, social e filosófico passaram a ser

ressaltados com o questionamento sobre os impactos que o ser humano tem sobre

o planeta que habita. Assim, surge o desenvolvimento sustentável, que traz em seus

conceitos um anseio coletivo que prima pela democracia e a liberdade plena,

figurando até mesmo como uma utopia que visa integrar ser humano e meio

ambiente em uma relação harmoniosa, convivendo em pleno equilíbrio.

Na sociedade contemporânea, passou-se a compreender a gravidade da

degradação ambiental e seu impacto presente e futuro na sociedade. De modo que

a responsabilidade socioambiental pode ser encarada como um ponto estratégico a

ser adotado com a finalidade de equilibrar a questão da urbanização e do

desenvolvimento sustentável nas cidades, além de otimizar o desenvolvimento da

população e empresas instaladas nesses espaços.

Manter postura e atitudes também responsáveis impacta diretamente a

questão do desenvolvimento urbano, uma vez que cidades sem planejamento

alinhado à sustentabilidade tendem a sofrer ainda mais com as consequências da

degradação ambiental que se acumula ano após ano.

Entende-se ainda que o desenvolvimento social, humano e urbano pode

ocorrer sem que sua priorização signifique a degradação ambiental, de modo que as

cidades possam ser planejadas para a produção de atividades acessíveis e que

incorporem elementos naturais e sociais, para uma urbanização coesa e organizada.

Diante dos estudos realizados a fim de compor o presente trabalho foi

possível constatar que a água é um recurso natural de extrema importância e vital

para a sobrevivência do homem e do meio ambiente, uma vez que a alimentação

tanto do ser humano, quanto dos animais e ainda a sobrevivência de plantas e

vegetais depende dela. Perante as informações coletadas durante a pesquisa foi

possível verificar que algumas regiões do mundo já enfrentam crises graves de seca

e que em um futuro próximo a maior parte do planeta sentirá os efeitos da falta de

água.

129

Especialmente enfocando no Brasil, atualmente a maior cidade do país passa

por uma estiagem nunca antes vista na história, São Paulo se encontra em um grave

racionamento de água, muito pelo uso deliberado da sociedade e de empresas que

sempre demonstraram irresponsabilidade na utilização deste e de outros recursos

naturais.

A economia é urgente e a alternativa do reuso da água se torna cada vez

mais importante e viável. Segundo informações da CETESB (Companhia Ambiental

do Estado de São Paulo) a reutilização, reuso ou reciclagem da água não é uma

prática recente, remontando aos tempos da Grécia Antiga, onde os esgotos eram de

postos de modo a ser utilizados para irrigações. Ainda segundo o órgão, esta é uma

alternativa crucial perante o cenário de extrema demanda e escassez do recurso.

A quantidade de recursos hídricos perdidos em um sistema de distribuição é

um indicador importante sobre o nível positivo ou negativo de evolução da eficiência

do sistema. Sendo a avaliação de tais valores, tal como tendência no decorrer dos

anos, é essencial. Os volumes de perdas elevados e crescentes são um indicador

da necessidade de planejamento e concepção – que no momento não são efetivos –

bem como apontam para uma atividade reduzida de manutenção operacional.

Esse cenário pode funcionar como um verdadeiro gatilho para o início de um

programa de controle ativo de vazamentos. Todavia, um sistema de distribuição

completamente livre de vazamentos, não consiste em um objetivo sequer possível

de realizar, tanto pela questão técnica quanto econômica, de modo que um nível

mínimo de perdas não é também evitável, mesmo que em sistemas de operação

mais eficiente e manutenção mais eficaz, cujas empresas são extremamente

cuidadosas e controlam suas perdas.

Em praticamente todos os países em que se alcançaram as metas de

universalização do abastecimento hídrico, as atenções da área técnica passaram a

se concentrar na melhoria operacional dos sistemas implementados. O Brasil, por

sua vez, encontra-se no limiar do alcance dessa condição, sendo que, sobre as

disparidades regionais que direcionam aos déficits superiores em algumas regiões.

Com a redução das taxas de densidade demográfica, além da minimização dos

índices de migração de áreas rurais para regiões urbanas, é real a tendência à

estabilização dos sistemas implementados.

A atividade de controle e redução de perdas passa a se encaixar totalmente

na melhoria da qualidade operacional dos sistemas de abastecimento e, como

130

consequência, melhora também os serviços que são prestados. Portanto, uma

característica que também é importante abordar, são as ações de controle de

redução de perdas que se incluem no âmbito da busca de uma forma de gerenciar a

demanda de água, ao invés de apenas buscar o incremento da oferta para suprir

demandas crescentes.

As perdas nos sistemas de abastecimento de água precisam ser reduzidas a

um grau de compatibilidade com as condições ambientais e econômicas mais

específicas de uma região, que podem ser uma busca permanente para a melhoria

dos materiais e de mão de obra, mobilizando todos os profissionais de uma

organização e racionalizando os processos e ferramentas de gestão dessas.

As ferramentas que tratam de controlar as perdas do sistema de

abastecimento são várias e podem ser escolhidas por cada companhia. A

companhia de abastecimento de Ponta Grossa, no Paraná, por exemplo, apresentou

êxito ao aplicar a ferramenta de automação do sistema de abastecimento de água, o

que permitiu maior controle e rápida atuação na correção de distorções que

acontecem naturalmente, tais como perdas no abastecimento, além de otimizar as

condições de trabalho dos operadores.

Mecanismo semelhante foi utilizado por estudiosos a fim de controlar as

perdas do sistema atendido pela SABESP, em São Paulo, demonstrando que a

automação dos sistemas é uma ferramenta valiosa que contribui para o gestor de

redes, orientar a produção e qualificar sua equipe, bem como minimizar os gastos e

evitar que sejam feitos desnecessariamente. Para além de atender aos clientes e

fazer uso dos recursos naturais de maneira mais eficiente e qualitativa, o que

contribui na prática de preservação ambiental.

Em ambos os casos, nos processos de tratamento e distribuição da água, é

descrito como imprescindível que haja um refinado controle, já que, sendo um bem

cada vez mais escasso, a água precisa ser utilizada de maneira racional. Sendo que

o índice de perdas físicas, após a automação, apresenta queda, bem como o nível

de qualificação dos colaboradores envolvidos aumentou.

Na operação do sistema de abastecimento que faz uso de ferramentas de

otimização, é comum que os resultados se apresentem de maneira mais eficiente,

por meio da minimização das rotinas de produção e de distribuição por controles

automáticos e com muito mais eficácia. A obtenção do controle sobre o índice de

perdas de água é um modo de utilizar, de maneira racional os recursos naturais,

131

sem piorar os prejuízos já causados ao meio ambiente e preservando o que resta

dele.

Isto posto, para que possamos manter um equilíbrio constante entre a vazão

disponibilizada e a gestão com eficiência da operação, este plano estratégico propõe

a utilização de automação do sistema proporcionando o controle de perdas, ganhos

na produtividade, melhor qualidade nos serviços prestados à população,

informações em tempo real permitindo a ação na correção de falhas na produção,

transporte e distribuição do produto, e prazo maior para investimentos em

ampliações do sistema.

As limitações existentes abrem a possibilidade para o desenvolvimento de um

novo estudo, onde haverá a perspectiva do desenvolvimento de:

- modelagem do sistema a partir de demandas previstas;

- automação do sistema capaz de analisar os consumos de água, energia,

produtos químicos, redução de perdas, informações históricas de manutenção,

controle de pressões,

- estudar os resultados, aperfeiçoando de forma contínua o sistema com

intuito de apoiar a gerência administrativa e operacional, e

- levantar dados referentes aos anos de 2010 a 2016, no intuito de embasar

melhor a análise e as propostas de melhorias do sistema.

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