AULA 1 PRINCÍPIOS RELEVANTES PARA A EFICIENTE GESTÃO TÉCNICA DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Coimbra, 10 de Maio de 2003

INTRODUÇÃO O objectivo de qualquer entidade gestora de sistemas de abastecimento de água é pôr à disposição do maior número de cidadãos da sua área de jurisdição a água de que eles necessitam: Em quantidade suficiente; à pressão adequada; com a qualidade satisfatória; sem interrupções; em condições de eficiência tão elevada quanto possível em termos do uso dos recursos naturais, humanos, tecnológicos e financeiros.

Concepção tradicionalista Planeamento e projecto de sistemas novos com base em procedimentos mais ou menos fixos: Estimar Consumo per capita (HP) População (HP) Factores de ponta diário e instantâneo Decidir layout (estrutura ramificada com fecho de algumas malhas) Definir horizonte de projecto HP (40 anos c.c./ 20 anos equip.) minimização de custos cálculo do equilíbrio hidráulico do sistema para a situação de dimensionamento Caudais de dimensionamento dos reservatórios e das condutas Dimensionamento dos diversos componentes Verificação do funcionamento para situações de incêndio

Limitações (exemplos) Utilização de estimativas por excesso do caudal de dimensionamento: de factor de segurança a potencial responsável pela degradação da qualidade da água; pouca utilização efectiva das potencialidades da simulação, empregue apenas para verificação do equilíbrio hidráulico em situações limite de funcionamento; exploração deficiente da melhor localização de reservatórios de percurso ou equilíbrio, e sua combinação com o modo de funcionamento de estações elevatórias; pouca ou nenhuma utilização efectiva de dados históricos de operação.

FACTORES DE MUDANÇA Crescente predominância de remodelações versus sistem. novos; sensibilização para a necessidade de sustentabilidade da gestão; maior consciencialização para os aspectos ambientais (conservação de recursos); maior relevância dos aspectos de qualidade da água; identificação e análise, na fase de projecto, dos cenários de operação mais adequados durante toda a vida da obra; reconhecimento das vantagens de uma visão integrada e pluridisciplinar da gestão dos sistemas; equipamento computacional cada vez mais acessível; vulgarização do uso de sistemas de informação e consenso na necessidade de integrar esta informação; papel do cidadão-consumidor progressivamente mais relevante.

PLANEAMENTO, CONSTRUÇÃO, OPERAÇÃO, MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO Planos de desenvolvimento estratégico Visão integrada Flexibilização da gestão Conservação e recuperação de energia Controlo de perdas Monitorização do funcionamento Modularização das redes Inspecção e manutenção de rotina

Planos de desenvolvimento estratégico É necessário elaborar, actualizar sistematicamente e cumprir um Plano Director dos Sistemas de Abastecimento de Água; este Plano especifica os objectivos globais, as áreas de intervenção, as exigências de funcionamento, os requisitos gerais que os sistemas devem satisfazer, as metas a atingir em termos de qualidade do serviço, os condicionalismos financeiros existentes e uma estimativa preliminar dos custos e prazos previsíveis de execução; este Plano deve estar de acordo com o estabelecido nos planos de ordenamento do território e com o Plano de Investimento.

Visão integrada Necessidade de ter em conta, para além dos aspectos hidráulicos e de custos, outros factores por vezes contraditórios: aspectos ambientais e sociais; (incluindo a racionalização do uso da água e da energia) qualidade da água; fiabilidade do sistema; tentativa de obtenção de um bom compromisso em face das gamas de utilização previsível ao longo da vida útil do sistema, só possível através de abordagens integradas; novas metodologias destinadas a ajudar os técnicos a comparar soluções alternativas atendendo aos diversos pontos de vista relevantes.

Flexibilização da gestão Justifica-se pela crescente complexidade da gestão dos sistemas. Concretiza-se pela: Introdução de equipamentos manobráveis que conferem flexibilidade de operação, permitindo em cada momento ajustar o modo de funcionamento à disponibilidade de recursos e às necessidades dos consumidores; utilização crescente de válvulas telecomandadas ou automatizadas que permitem alterar os circuitos da água ou ajustar as pressões ou os caudais, contribuindo para melhorar os níveis de serviço, para melhorar a eficiência energética ou para reduzir as perdas; previsão de tipo e localização destes elementos na fase de projecto, com apoio sistemático da simulação; instalação faseada (as caixas onde irão ser colocados deverão ser construídas desde início, para minimizar custos marginais - directos, ambientais e sociais).

Conservação e recuperação de energia O custo de energia tem quase sempre um peso muito grande nos custos globais de exploração. Tanto por razões económicas como por razões ambientais, deve ser uma preocupação constante a minimização do consumo global de energia. As acções a adoptar com este objectivo podem incluir: Aspectos de layout ; selecção do equipamento; manutenção do equipamento; utilização das tarifas de energia mais baixas; estabelecimento e gestão das potências contratadas; utilização de equipamento de recuperação de energia.

Controlo de perdas A ocorrência de perdas de água é inevitável. Perdas elevadas têm consequências económicas e ambientais muito negativas. É cada vez mais difícil que o público aceite elevadas percentagens de perdas, ou que algumas entidades gestoras não procedam às medições de caudal necessárias para avaliar o volume real de perdas nos sistemas a seu cargo. Existem diversas técnicas de controlo de perdas de água. O primeiro passo consiste na realização de balanços de massas consistentes e sistemáticos. produzido; fornecido a cada sistema de distribuição; adquirida ao exterior (importada); vendida ao exterior (exportada e consumida internamente)

Modularização das redes Flexibilidade depende da modularidade, que requer: Separar a componente de adução da componente de distribuição; criar andares de pressão independentes quando as diferenças de cotas topográficas o justificarem; sectorizar a rede em zonas de reduzida dimensão (da ordem de grandeza de 6000 a 9000 habitantes-equivalente cada uma).

Inspecção e manutenção de rotina É MAIS FÁCIL PREVENIR DO QUE REMEDIAR Deve ser feita de forma sistemática a manutenção de: instalações elevatórias; equipamentos de medição e outra instrumentação; marcos de incêndio, bocas de incêndio e de rega e as válvulas do sistema de distribuição; reservatórios de água; equipamentos eléctricos de rotina e de emergência; equipamentos de automação e supervisão. NOTA: Deve haver procedimentos escritas!

FERRAMENTAS DE APOIO Simulação hidráulica: Fundamental e de qualidade: Importante EPANET, desenvolvido pela Environmental Protection Agency (Estados Unidos da América) é distribuído gratuitamente a qualquer pessoa. Pode ser obtido pela rede Internet (endereço http://www.epa.gov). Sistemas de informação Sistemas de gestão de clientes Sistemas com referenciação geográfica Sistemas de telemedição / telegestão Sistemas de informação para apoio à manutenção Sistemas de informação para apoio aos laboratórios

INFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃO Instrumentos de Apoio à Decisão Aplicações computacionais Dados de base

Aplicações computacionais Dados de base INFORMAÇÃO UTILIZADA NOS PROCESSOS DE DECISÃO SISTEMAS DE APOIO À GESTÃO SISTEMAS DE APOIO À ENGENHARIA Instrumentos de Apoio à Decisão Aplicações computacionais sistemas de informação (cliente, pessoal,...) Aplic.económicas e financeiras Modelação/simulação Sistemas de informação (SIG, SCADA, LIMS, ...) Dados de base (dados de recursos naturais, de rec. humanos, das infra-estruturas, operacionais, qualidade de serviço e financeiros) (dados de recursos naturais, das infra-estruturas, operacionais)

PRINCIPAIS TIPOS DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO Sistemas de gestão de clientes; Sistemas com referenciação geográfica (ex.: SIG); Sistemas de telemedição / telegestão (ex.: SCADA); Sistemas de informação para apoio à manutenção; Sistemas de informação para apoio aos laboratórios (LIMS); Sistemas de indicadores de desempenho (ex: sistema IWA).

INSTRUMENTOS COMPLEMENTARES Simulação hidráulica: Fundamental Simulação de qualidade da água: Importante Bom exemplo de software do domínio público: EPANET, desenvolvido pela Environmental Protection Agency (E.U.A.). Pode ser obtido pela Internet (www.epa.gov).

COMPLEMENTARIDADE E INTERDEPENDÊNCIA DOS SI Os diversos SI são complementares; o planeamento e desenvolvimento devem ser coordenados; os fluxos de dados bem identificados; uma boa modelação de dados é fundamental.

EXEMPLOS DE INTERDEPENDÊNCIA Exemplo 1: Controlo de perdas de água SIG: delimitação de zonas e identificação dos consumidores incluídos; dados de cadastro; SI clientes: dados de facturação; SCADA: dados de vazão e de pressão; SI manutenção: registo de roturas e de intervenções; Modelos de simulação: estudo das zonas de corte e estimação das pressões.

EXEMPLOS DE INTERDEPENDÊNCIA Exemplo 2: Projectos de expansão SI clientes e SCADA: previsão de necessidades com base nos registos históricos; SIG: dados de cadastro; Modelos de simulação: análise de soluções alternativas; previsão do desempenho hidráulico e de qualidade da água.

EXEMPLOS DE INTERDEPENDÊNCIA Exemplo 3: Controlo de qualidade da água nos pontos de consumo Modelos de simulação: estudo das zonas críticas, dos pontos de recloragem, etc.; SIG: delimitação de zonas e identificação dos consumidores incluídos; dados de cadastro; SI clientes: dados de facturação; dados de reclamações; SI manutenção: dados sobre intervenções na rede SCADA: dados de vazão e de qualidade da água LIMS: resultados analíticos

EXEMPLOS DE INTERDEPENDÊNCIA Exemplo 4: Avaliação do desempenho ID de recursos naturais: dados operacionais ID de recursos humanos: SI de pessoal ID de infra-estruturas físicas: SIG ID operacionais: SI de manutenção, SCADA, LIMS, SI de clientes, modelos de simulação; ID de qualidade de serviço: SI de clientes, SI de manutenção, SCADA ID financeiros: SI de clientes, aplicações financeiras

Actualizações de informação independentes DIFICULDADES TÍPICAS As referências a um mesmo objecto diferem de SI para SI, e não se reconhecem mutuamente Actualizações de informação independentes Versões de “software” incompatíveis

Início do uso da informática Aplicação Ficheiros de dados Uso de SGBD proprietários ou comerciais Bases de dados Aplicação Tendência actual: os dados como plataforma comum Aplicação Bases de dados

FASES DE DESENVOLVIMENTO DE UM SI Identificação das áreas funcionais com necessidade de melhoramento; identificação dos fluxos de informação e das relações com outros SI; desenvolvimemto dos modelos de dados; planificação da implantação; selecção da plataforma adequada; desenvolvimento das aplicações; recolha da informação; verificação e validação dos dados de campo; formação; incorporação na rotina operacional da empresa; manutenção e exploração.

FACTORES FREQUENTES DE INSUCESSO Falta de receptividade dos utilizadores finais por reacção negativa à alteração de rotinas estabelecidas, por falta de preparação técnica, ou por desajuste das facilidades implementadas e das necessidades efectivas; excessivo número de variáveis registadas, o que resulta em elevados tempos de resposta do sistema informático e em volumes de dados exagerados e dificilmente manipuláveis;

FACTORES FREQUENTES DE INSUCESSO (CONT.) complexidade excessiva de alguns procedimentos, acarretando necessidade de formação para tarefas que deveriam ser intuitivas; desajuste entre a fiabilidade dos dados e os requisitos de utilização; dificuldade de diálogo com outros sistemas de informação.

PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS PARA EVITAR O INSUCESSO Princípio da satisfação do utilizador: o desenvolvimento de um sistema de informação não é um objectivo em si mesmo; Princípio da integração / centralização dos dados: contrariamente à abordagem tradicional, hoje em dia tende-se a integrar os dados das diversas aplicações; Princípio da parcimónia: a definição das funcionalidades de um sistema de informação e das grandezas que irão ser arquivadas deve ser efectuada de modo a distinguir claramente o fundamental do teoricamente interessante.

Tema a tratar em na aula 4 Indicadores de desempenho - estrutura “IWA” Variáveis explicativas Perfil da entidade gestora perfil do sistema perfil da região Tema a tratar em na aula 4 Indicadores de desempenho de recursos hídricos de pessoal de infra-estruturas operacionais de qualidade de serviço económico-financeiros

Trivialidades? Serão mesmo? Síntese conclusiva Comparou-se a abordagem tradicional com a actual abordagem integrada. Deu-se particular atenção aos aspectos referentes aos planos de desenvolvimento estratégico, à flexibilização da gestão, à conservação e recuperação de energia, controlo de perdas de água, medições na rede, modularização das redes e inspecção e manutenção. Discutiram-se as ferramentas disponíveis para apoio àquelas tarefas são discutidas. Trivialidades? Serão mesmo?