Controlo de perdas reais em sistemas de abastecimento de água: monitorização e reparação de fugas

Abstract

A Presente dissertação pretende avaliar os sistemas de abastecimento de água e, dentro destes, centrar-se-á no estudo das perdas reais e na sua importância para a eficiência dos sistemas de abastecimento. Relativamente às medidas essenciais ao controlo deste tipo de perdas, foi dada especial atenção à monitorização da rede e deteção antecipada de novas fugas com recurso a novas tecnologias, bem como à tomada de decisão sobre o tipo de reparação a efetuar. Apesar das vantagens económicas, sociais e ambientais destas soluções, as redes em Portugal são ainda muito pouco monitorizadas e, na maioria dos casos, a reparação só é efetuada quando a fuga é detetada à superfície ou é identificada através de queixas e ocorrências. A reparação das redes ocorre, tradicionalmente, recorrendo a processos tradicionais com recurso à abertura de vala ou, em algumas situações, através de novas técnicas sem abertura de vala. A sustentabilidade do setor do abastecimento de água depende, em muito, da eficiência que o sistema consegue proporcionar aos seus consumidores. Deste modo, só com uma elevada monitorização das redes e uma estratégia proactiva na busca e controlo das perdas se pode obter um baixo grau de desperdício deste bem essencial à vida. A monitorização das redes adquire particular importância com a idade e o estado avançado de degradação da maioria das redes de distribuição. Nesta dissertação é elaborada uma análise comparativa entre as várias técnicas existentes para a monitorização das redes, assim como uma abordagem aos tipos de intervenções efetuadas para reparar as redes depois de detetadas as fugas. Desta forma, pretende-se demonstrar os ganhos decorrentes da aplicação destas novas tecnologias na monitorização das redes que beneficiam as entidades gestoras e as populações. Este trabalho foi desenvolvido em parceria com os Serviços Municipalizados de Saneamento Básico de Viana do Castelo (SMSBVC), responsável pelo abastecimento de água no município de Viana do Castelo.Esta dissertação de mestrado tem os seguintes objetivos:  Elaboração de um estudo de enquadramento das perdas reais nos sistemas de abastecimento de água;  Realização de um estudo aplicado aos Serviços Municipalizados de Saneamento Básico de Viana do Castelo;  Produção de um estudo que, pela sua natureza teórica e prática, contribua para reduzir o nível de perdas reais em sistemas públicos de abastecimento de água;  Concretização de um trabalho de campo através de aplicações concretas relativamente à medição de caudais (tecnologias e estratégias), determinação de perdas reais em redes extensas, controlo das pressões e seu efeito sobre as perdas de água.  Demonstração sobre a importância que o uso das novas tecnologias tem no combate às perdas reais de água e nos proveitos que as entidades gestoras têm em diversas áreas. Após a realização deste trabalho conclui-se que o controlo das perdas reais assenta na definição exata de todos os parâmetros que compõe o balanço hídrico e na aplicação de medidas operacionais, nomeadamente a gestão da pressão, o controlo ativo de perdas, a reparação rápida e eficiente de fugas e roturas e a renovação/substituição de condutas. Atualmente, este controlo é auxiliado pelo uso das novas tecnologias de monitorização das redes de abastecimento de água através de plataformas de gestão como a usada nos SMSBVC, plataforma W-IMS, que permite a realização de balanços hídricos de uma forma automática e em tempo real, permitindo perceber a eficiência do sistema de abastecimento e facilitar a tomada de decisão sobre as operações necessárias a efetuar para otimizar o sistema e reduzir os volumes de água perdida. Deste modo, pode-se concluir que no período de estudo e monitorização da rede de abastecimento dos SMSBVC, as perdas reais tiveram uma redução de 25,25% e a água não faturada uma diminuição de 22,58%. Esta redução demonstra os proveitos obtidos com a introdução desta nova tecnologia permitindo obter poupanças muito significativas e reduções de custos também consideráveis.

This thesis aims the evaluation of the water supply systems and, within those; it will focus on the study of actual losses and its importance for the efficiency of the supply system. Concerning the main measures to control this type of losses, special attention was given to network monitoring and early detection of new leaks using new technologies, as well as the decision on the type of repair to carry out. Despite the economic, social and environmental advantages of these solutions, our networks are still very little monitored and in most cases the repair is accomplished only when the leak is detected at the surface or through complaints, occurrences. The repairing of networks occurs, mainly, using traditional processes such as open trench or, in some situations, through new techniques without opening the trench. The sustainability of the water supply sector depends largely on the efficiency that the system can provide to its consumers. Thus, only with a high monitoring of networks and a proactive strategy of search and control of losses it’s possible to obtain a low degree of waste of this natural resource essential for life. The monitoring of networks becomes particularly important due to age and to the advanced state of degradation of most distribution networks. In this thesis it is developed a comparative analysis between various existing techniques for monitoring networks, as well as an approach to the types of interventions made to repair the networks after detecting the leaks. Thus, it’s intended to demonstrate the profits of implementing these new technologies in monitoring networks which benefit management companies and populations. This work is going to be developed in partnership with the Municipal Sanitation Services of Viana do Castelo (SMSBVC), responsible for the water supply system in the municipality of Viana do Castelo. This thesis has the following aims:  Development of a study of integration of the actual losses in water supply systems;  Execution of a study applied in the Basic Sanitation Municipal Services of Viana do Castelo; Development of a study which, by its theoretical and practical nature, contributes to reduce the level of actual losses in public water supply systems of.  Execution of a field work through concrete applications for the measurement of flows (technologies and strategies), determination of actual losses in large networks, control of pressure and its effect on water losses.  Demonstration of the importance that, the use of new technologies has in fighting real water losses and in the gains that management companies have in several areas. After doing this project it is concluded that the control of real losses is set on the exact definition of all the parameters that compose the hydric balance and in the implementation of operational measures, namely pressure management, active control of losses, fast and efficient repair of leaks and ruptures and the renovation/replacement of pipelines. Nowadays, this control is assisted by the use of new technologies of monitoring of the water supply networks through management platforms such as the one used in the SMSBVC, platform W-IMS, which allows the execution of hydric balances in an automatic way and in real time, allowing to understand the efficiency of the supply system and ease the decision process on the necessary operations to optimize the system and reduce the volumes of lost water. Thus, it can be concluded that in the study and monitoring period of the supply network of the SMSBVC, the real losses had a reduction of 25,25% and the unbilled water a decrease of 22,58%. This decrease shows the gains obtained with the introduction of this new technology, allowing obtaining highly significant savings and also considerable cost reductions