António Varandas Marketing & Business Development Industry Manager Schneider Electric Portugal Tel.: +351 217 507 100 · Fax: +351 217 507 101 pt-comunicacao@schneider-electric.com · www.schneiderelectric.com/pt
A perda de água é uma grande preocupação para a maioria dos serviços públicos de água, uma vez que afeta não apenas os processos operacionais, mas também os aspetos financeiros, sociais e ambientais.
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Sistema de deteção de fugas da Schneider Electric Uma fonte de benefícios
O recurso a técnicas habitualmente utilizadas na gestão de condutas devido à sua eficácia permitem uma análise em tempo real de parâmetros hidráulicos, tais como o caudal, a pressão e o nível. Ferramentas de software, utilizando as bases de dados disponíveis no Sistema de Supervisão e de Aquisição de Dados (SCADA) podem fornecer uma análise técnica de identificação de pontos de fuga em tempo real por equilíbrio de caudal, gradientes de pressão, pontos transitórios de pressão, consumo mínimo noturno e curvas de tendências. Estas análises permitem apoiar decisões de gestão de ativos de forma sustentada e precisa. As perdas de água podem ser classificadas como “reais” (perdas físicas) ou “aparentes” (perdas económicas ou comerciais). No caso das perdas reais, estas refletem a água perdida na rede e não
utilizada em fugas no sistema de distribuição, no transbordo de reservatórios, em desmoronamentos, entre outros. Já as perdas aparentes refletem a água não medida, ou não medida corretamente, consumida pelos utilizadores, mas e que, consequentemente, não é contabilizada. Neste sentido torna-se importante analisar de forma mais aprofundada as perdas de água reais, centrando a questão da deteção de fugas nas redes de distribuição, onde a maioria da água é fisicamente perdida, e nas soluções existentes baseadas em sistemas SCADA que, com o recurso à base de dados dos sistemas que controlam, permitem uma modelagem da rede e análise em tempo real dos dados recolhidos, conduzindo a uma identificação rápida de pontos críticos, minimizando custos e impactos negativos inerentes à exploração, nome-
adamente uma diminuição efetiva da quantidade de água perdida.
IDENTIFICAR FUGAS GERA MÚLTIPLOS BENEFÍCIOS O controlo de perdas de água visa minimizar o impacto de processos ineficientes e apoiar a gestão dos sistemas que estão a atingir o limite da sua capacidade. O fornecimento intermitente e as interrupções do processo são as principais causas que orientam a atividade de deteção de fugas, no entanto, serviços bem geridos e que manipulam grandes quantidades de água, procuram pontos de perda na rede de forma pró-ativa. De facto, a otimização financeira é um desafio constante. Neste sentido, a redução das perdas resulta num aumento direto da receita caso o fornecimento seja totalmente satisfeito, tendo impacto direto no custo de tratamento e da bombagem da água. A deteção e reparação de fugas pode também ser visto como uma alternativa menos onerosa à exploração de novas fontes de água. O crescente interesse das entidades exploradoras por esta problemática é impulsionado por diversos intervenientes: Pelo governo, através de legislação, dos reguladores económicos e ambientais, estabelecendo diretrizes sobre esta matéria, cada vez mais rigorosas e com objetivos mais apertados; Pelos clientes, utilizadores, que se tornam cada vez mais conscientes e sensíveis ao consumo e à perda de água. Todas essas preocupações podem ter um impacto direto ou indireto
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Análise de dados hidráulicos: valores medidos de caudal e pressões são comparados com os valores simulados das mesmas variáveis, calculadas por modelos hidráulicos. Discrepâncias significativas podem significar a presença de fugas. Monitorização de sinais gerados por uma fuga: uma queda de pressão repentina cria uma onda de pressão que se propaga à velocidade do som, tanto a montante como a jusante do ponto de fuga. A localização da fuga pode ser calculada utilizando a diferença do tempo de reação da instrumentação de cada um dos lados da fuga. Curvas de tendência de parâmetros hidráulicos: análise de caudal (consumo mínimo especialmente à noite) e/ou de variações de pressão podem indicar a ocorrência de uma fuga. Este tipo de análise permite verificar se existe um aumento do caudal acompanhado de uma diminuição da pressão em comparação com as condições normais de funcionamento o que, por si só, sugere a ocorrência de fugas.
O balanço do caudal numa conduta, a análise dos dados hidráulicos e a monitorização dos sinais gerados por uma fuga são utilizados principalmente para detetar e localizar alterações em regimes estáveis de consumos constantes, onde a existência de consumos não medidos é negligenciável. No entanto, a técnica da onda de pressão apresenta alguns inconvenientes, visto que só deteta o instante da ocorrência e não a sua presença após estabilização do processo. Pode gerar falsos alarmes originados por picos de pressão produzidos por
equipamentos geradores de ruído, tais como as bombas. Neste caso, a análise de curvas de tendência de parâmetros hidráulicos é uma solução particularmente adaptada à deteção de fugas em redes de distribuição de grande dimensão. Num sistema típico de abastecimento, as perdas podem ocorrer nas redes de distribuição e nos sistemas de transmissão, portanto, pode ser necessário recorrer à implementação de mais do que uma das técnicas mencionadas, de forma a conseguir uma deteção mais precisa.
FERRAMENTAS PARA A DETEÇÃO DE FUGAS As metodologias referidas requerem análise dos dados recolhidos pelo SCADA para apoiar decisões fundamentadas. A análise pode ser simples, como a comparação de um único elemento com um determinado valor de referência de caudal ou de pressão, num único ponto da rede, ou mais complexa, envolvendo vários elementos com valores dinâmicos. As comparações com dados históricos e a troca de informações com outros sistemas de recolha de dados da empresa seriam procedimentos alternativos extremamente complicados para a obtenção de resultados em tempo útil. As soluções da Schneider Electric, enquanto fabricante de SCADA e com experiência adquirida em sistemas de gestão de distribuição de água, permitem desenvolver aplicativos que possibilitam um processo de análise e modelagem de uma rede em tempo real. Processo este realizado tendo como base a estru-
tura de dados gerada ao nível do sistema SCADA, possibilitando ao operador avaliar a presença de fugas em distintos pontos da rede, através de dados recolhidos da instalação, tais como o balanço de fluxo e massa em tempo real; caudais em horário noturno e o cruzamento automático dos dados medidos em tempo real com os dados teóricos da simulação hidráulica. Estas funcionalidades, adaptáveis às condições da rede, facilitam o apoio à exploração das instalações que podem ir desde sistemas de transmissão simples até redes complexas de distribuição de água. Em jeito de conclusão, não podemos falar em deteção de fugas sem mencionarmos o tempo útil das mesmas, uma vez que este conhecimento permitirá a resolução do problema em tempo cada vez mais real. A vida útil de uma fuga pode ser dividida em três fases distintas: O tempo que medeia entre o momento da ocorrência da fuga e o momento em que se toma consciente da sua presença; O tempo que leva a investigar e a identificar a localização da fuga; O tempo de reparação após a sua localização. Soluções como o sistema SCADA, ou outras, acarretam benefícios otimizados na obtenção de resultados mais eficazes na deteção de fugas. Este tipo de soluções permitem: Reduzir o período que medeia o instante da ocorrência e a tomada de conhecimento da mesma, bem como contribuir para a análise que ajudará a investigar e identificar com razoável precisão o local do problema; Garantir uma análise eficiente, aquando uma nova ocorrência, através de uma análise de dados em tempo real; Efetuar relatórios e gerir alarmes de forma personalizada, de imediato ou a pedido; Utilizar a conjugação de várias metodologias de identificação deste tipo de problemas, possibilitando o diagnóstico mais adequado para as condições específicas da rede de distribuição em análise.