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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.
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
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
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
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
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
Terminologia padrão
MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DE PERDAS
1 Balanço Hídrico
Modelo de cálculo padrão da IWA
Principal método de avaliação quantitativa
Abordagem Top‐Down
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
MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DE PERDAS
1 Balanço Hídrico
3 Indicadores de Desempenho
2 Métodos de Avaliação de Perdas Reais
Caudais Mínimos NoturnosGestão das Pressões“Teste de Queda” em Reservatórios
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
MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DE PERDAS
1 Balanço HídricoAnálise do comportamento dos caudaisno período de menor consumo (2-4h).
Abordagem Bottom‐Up
2 Métodos de Avaliação de Perdas Reais
Caudais Mínimos Noturnos
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
MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DE PERDAS
1 Balanço Hídrico
3 Indicadores de Desempenho
2 Métodos de Avaliação de Perdas Reais
Caudais Mínimos NoturnosGestão das Pressões“Teste de Queda” em Reservatórios
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
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 %
MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DE PERDAS
1 Balanço Hídrico
Caudais Totais
Medidas quantitativas de eficiência eeficácia da atividade desenvolvida pelas EG.
2 Métodos de Avaliação de Perdas Reais
Caudais Mínimos NoturnosGestão das Pressões“Teste de Queda” em Reservatórios
3 Indicadores de Desempenho
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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%
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
FIM
Obrigado pela vossa atenção!
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
Contactos:
E‐mail: joaodrumond_87@hotmail.comTelemóvel: 96 58 54 250
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