Avaliação de perdas nos sistemas de distribuição de água: análise ...

Análise e aplicação aos sistemas da EPAL em Lisboae da IGA na Ilha do Porto Santo

Avaliação de Perdas nos Sistemas deDistribuição de Água:

15 de Janeiro de 2013

Orientação:

António Jorge Silva Guerreiro Monteiro (IST)

Co‐Orientação:

Herlander Mata Fernandes Lima (CERENA-IST)

PRÉMIOS APDA – ENSINO SUPERIOR 2012

Mestrado em Engenharia Civil

João Filipe Nóbrega Drumond

Universidade da Madeira

ORGANIZAÇÃO DO DOCUMENTO

CASOS DE ESTUDO

1

2

3

4

5

INTRODUÇÃO

ESTADO DA ARTE

CARACTERIZAÇÃO E EVOLUÇÃODAS PERDAS NA REDE DEDISTRIBUIÇÃO EM PORTUGAL

RESULTADOS E DISCUSSÃO

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Sistema de Distribuição da EPAL em Lisboa;Sistema de Distribuição da IGA no Porto Santo.

Conceitos Fundamentais:Perdas de Água, Perdas Reais, Perdas Aparentes.Métodos de Avaliação de Perdas.

APRESENTAÇÃO

Evolução das Perdas em Portugal.

Avaliação de Perdas nos Sistemas de Distribuição de Água: Análise e aplicação aos sistemas da EPAL em Lisboa e da IGA na Ilha do Porto Santo 15‐Jan‐2013

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

Tipos de Perdas de Água

Perdas Reais Perdas Aparentes

Físicas

Volumes de água perdida através de fissuras, roturas e extravasamentos.

Económicas/Comerciais

Volumes de água entregues ao consumidor, incapazes de gerar

receita para as Entidades Gestoras.


Físicas

Volumes de água perdida através de fissuras, roturas e extravasamentos.

Classificação

LocalizaçãoFugas e roturas em ramais de ligação;Fugas e roturas em condutas;Fugas e roturas em juntas e acessórios;Fugas e volumes de extravasamento em reservatórios.

Perdas Reais Perdas Aparentes

Económicas/Comerciais

Volumes de água entregues ao consumidor, incapazes de gerar

receita para as Entidades Gestoras.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

Tipos de Perdas de Água

Perdas de base;Perdas por fugas e roturas reportadas;Perdas por fugas e roturas não reportadas.

Tipo de Fuga


Classificação

OrigemConsumos Não Autorizados;Erros de Medição.

Consumos Não Autorizados

Construção de ligações ilícitas;Construção de ligações adicionais paralelas;

Uso de sistemas contra incêndio.

Erros de Medição

Erros de medição dos contadores;Erros de leitura ou registo.

Perdas Aparentes

MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DE PERDAS

1 Balanço Hídrico

Essencial para o planeamento e gestão das perdas de água na rede.

3 Indicadores de Desempenho

2 Métodos de Avaliação de Perdas Reais

Caudais Mínimos NoturnosGestão das Pressões“Teste de Queda” em Reservatórios


Terminologia padrão


1 Balanço Hídrico

Modelo de cálculo padrão da IWA

Principal método de avaliação quantitativa

Abordagem Top‐Down



1 Balanço Hídrico






1 Balanço HídricoAnálise do comportamento dos caudaisno período de menor consumo (2-4h).

Abordagem Bottom‐Up


Caudais Mínimos Noturnos



1 Balanço Hídrico





Código Indicador Unidades Fórmula de Cálculo

WR1Ineficiência na utilização dos

recursos hídricos%

Op23 Perdas de água

(densidade ramais 20/km rede)

m3/ramal/ano

Op24 m3/km conduta/dia

Op25Perdas aparentes %

Op26

Op27 Perdas reais

(densidade ramais 20/km rede)

l/ramal/dia

Op28 l/km conduta/dia

Op29 Índice infraestrutural de fugas Adimensional

Fi46 Água não faturada por volume %

Fi47 Água não faturada por custo %


1 Balanço Hídrico

Caudais Totais

Medidas quantitativas de eficiência eeficácia da atividade desenvolvida pelas EG.





EVOLUÇÃO DAS PERDAS EM PORTUGAL

Meta PEAASAR II

15% em 2020

Média Países Desenvolvidos

15 %

Perdas no abastecimento entre

2005 e 2009

Atualmente25%

‐24% ‐14% ‐16% ‐7%


EVOLUÇÃO DAS PERDAS EM PORTUGALValores Médios de Investimento anual

(2005 a 2009)

Continente: 411,0 M €/ano

Açores: 5,4 M €/ano

Madeira: + 5,9 M €/ano

Total Nacional: 422,3 M €/ano

Portugal(2009)

Países Baixos(2010)

População 10,6 M hab. 16,6 M hab.

Extensão Rede 75 mil km 117 mil km

Água Captada 927 M m3 1.136 M m3

AF 693 M m3 1090 M m3

ANF 234 M m3 46 M m3

% Perdas 25% 4%

Custo Perdas 188 M €(0,10% PIB)

44 M €(0,01% PIB)

Investimento(1990 – 2009) 5,1 mil M € 8,4 mil M €

Por região

Comparação com outros países


CASOS DE ESTUDO Sistema de Distribuição da EPAL

Parâmetros Unid. EPAL

Comprimento da rede (Lm) km 1.430

Número de ramais (Nc) nº 83.555

Comprimento médio dos ramais (Lp) m 10

Pressão média de operação (P) kPa 400

Número de consumidores nº 2.870.314

Número de reservatórios nº 14

Número de estações elevatórias nº 10

Número total de ZMC's nº 152

Caracterização Física

Localização: Lisboa

A EPAL afirma-se como uma empresa de referência em Portugal.!Avaliação de Perdas nos Sistemas de Distribuição de Água: Análise e aplicação aos sistemas da EPAL em Lisboa e da IGA na Ilha do Porto Santo 15‐Jan‐2013

25% 25% 24% 24% 20% 17% 15% 13% 12% 10%

346 329 328289

256 239

183 174 157123

050

100150200250300350400

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 20110%

20%

40%

60%

80%

100%

Perd

as [m

3 /ra

mal

/ano

]

Água não faturada em termos de volume (Fi46) [%]Perdas de água por ramal (Op23) [m3/ramal/ano]

Redução de 50%Redução de 20%

CASOS DE ESTUDO

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Antes do GMC Após o GMC

Grupo de Monitorização e Controlo(Funções de Monitorização, Avaliação e Redução da ANF)

Investimentos - segundo 2 ciclos estruturais

Recuperação de Perdas Em termos de Volume

Perdas Económicas: 7,9 M m3

Perdas Físicas: 4,3 M m3

Total: 12,2 M m3

Média Anual: 2,4 M m3/ano

Em termos de Custo Perdas Económicas: 9,3 M €

Perdas Físicas: 186 mil €Total: 9,5 M €

Média Anual: 1,5 M €/ano

Em termos de Custo Perdas Económicas: 0 €

Perdas Físicas: 342,1 mil €Total: 342,1 mil €

Média Anual: 85,5 mil €/ano

Em termos de VolumePerdas Económicas: 0 m3

Perdas Físicas: 8,6 M m3

Total: 8,6 M m3

Média Anual: 2,2 M m3/ano

• Sectorização da rede por ZMC’s;• Equipas de monitorização, deteção

e controlo de fugas.

Sistema de Distribuição da EPAL

Valorização: Perdas Económicas – Preço de venda da águaPerdas Físicas – Preço dos custos variáveis

Níveis de PerdasRenovação da RedeExtensão: 271 km

Média Anual: 68 km/anoCusto Total: 49 M €Custo Médio Anual: 181 €/m rede renovada

Investimento Total: 57 M €Média Anual: 14 M €/ano

Investimento Total: 64 M €Média Anual: 11 M €/ano

Implementação de ZMC’s: 152 ZMC’sCusto Total: 1 M €Custo Médio Anual: 3,0 €/m rede abrangida

Implementação de ZMC’s: n.a

Renovação da RedeExtensão: 190 km

Média Anual: 32 km/anoCusto Total: 42 M €Custo Médio Anual: 228 €/m rede renovada


CASOS DE ESTUDO Sistema de Distribuição da IGA

Parâmetros Unid. IGA EPAL

Comprimento da rede (Lm) km 97 1.430

Número de ramais (Nc) nº 3.893 83.555

Comprimento médio dos ramais (Lp) m 10 10

Pressão média de operação (P) kPa 350 400

Número de consumidores nº 4.266 2.870.314

Número de reservatórios nº 10 14

Número de estações elevatórias nº 9 10

Número total de ZMC's nº 19 152

Caracterização Física

Localização: Porto Santo


CASOS DE ESTUDO Sistema de Distribuição da IGA

Investimentos – essencialmente em 2 anos

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

• 1ª grande remodelação da rede (entre a Lapeira e a Calheta);

• Recuperação de reservatórios;

• Implementação de ZMC’s.

• 2ª grande remodelação da rede(com instalação de órgãos de manobra e segurança).

1,6 Milhões de € 678,2 mil €

Total: 2,2 M €

312,0680405,8860

494,2618 476,2310378,4920 326,6980

225,6920 268,8910 239,0050 200,5270

32,782%

37,404%39,571%

31,247% 30,157%27,520%

20,389%

26,442%22,943% 22,891%

,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

35,00%

40,00%

45,00%

,0

200,0

400,0

600,0

800,0

1000,0

1200,0

1400,0

1600,0

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Volume de

perda

s (m

il m

3 )

Volume perdas absolutas % PerdasValorização: Perdas Económicas – Preço de venda da águaPerdas Físicas – Preço dos custos variáveis

Em termos de VolumePerdas Económicas: 0 m3

Perdas Físicas: 112 mil m3

Total: 112 mil m3

Média Anual: 11,2 mil m3/ano

Em termos de Custo Perdas Económicas: 0 €

Perdas Físicas: 58,8 mil €Total: 58,8 mil €

Média Anual: 5,8 mil €/ano

Recuperação de Perdas Níveis de Perdas


CONSIDERAÇÕES FINAIS

Perdas de água 1/3 da água potável mundial é perdida (49 mil M m3/ano → 11 mil M €/ano);

Fundamental como indicador de eficiência técnica das Entidades Gestoras.

Métodos de avaliação

Perdas em Portugal

Balanços Hídricos – a sua fiabilidade depende da qualidade da informação;

Caudais Mínimos Noturnos – método mais utilizado na monitorização contínuadas redes (complementa o Balanço Hídrico).

25% de água perdida (distante da meta dos 15%, estabelecida no PEAASAR II epara os Países Desenvolvidos).

Caso EPAL – Lisboa Criação do GMC – essencial no combate às perdas (sectorização da rede porZMC’s e criação de equipas especializadas);

Redução das perdas de 25% em 2002 (ANF2002 = 32 Milhões de m3) para 10%atualmente (ANF2011 = 11 Milhões de m3).

Caso IGA – Porto Santo Necessidade de avaliação das perdas reais e aparentes;

Redução das perdas de 40% em 2004 (ANF2004 = 494 mil m3) para 23%atualmente (ANF2011 = 201 mil m3).

Abordagem ReativaInvestir apenas na renovação de infraestruturas

(Atuar após a reclamação do cliente)

+Abordagem Pró-ativa

Investir no Controlo Ativo de Perdas(Monitorização e controlo periódicos)

VS-


FIM

Obrigado pela vossa atenção!


Contactos:

E‐mail: [email protected]óvel: 96 58 54 250

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