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Uma base para a manutenção centrada na confiabilidade dos hidrômetros

  1. 1. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções  preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil  Autores: Mello, E.J.*, Rabello Jr., M.    Elton J. Mello Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções preventiva e Gerente Técnico preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil  DMAE – Porto Alegre   Brasil Autores: Mello, E.J.*, Rabello Jr., M.   19 a 21 de outubro de 2009 Hotel Transamérica São Paulo BRASIL
  2. 2. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    Sumário A gestão dos parques de hidrômetros dos sistemas de abastecimento de água brasileiros baseia-se, via de regra, no índice de hidrometração e, nos casos em que esta gestão está mais desenvolvida, pratica-se a manutenção preventiva dos medidores instalados, tendo como elemento motivador desta despesa o atendimento ao Inmetro. Pode-se citar a Sabesp e a Copasa, entre as companhias estaduais, e a Sanasa, entre os serviços municipais de saneamento, como aquelas empresas brasileiras que praticam a gestão de seus parques de hidrômetros fazendo o acompanhamento do desempenho de seus medidores instalados, a partir de uma bem montada estrutura de retaguarda, composta por técnicos capacitados e avançados laboratórios, certificados como Postos de Ensaio Autorizados pelo Inmetro. Esta prática, verificada em especial na Sabesp, permite o desenvolvimento de sistemas de gestão da hidrometria que, juntamente com as soluções de telemetria disponíveis, gerenciam todas as variáveis que interferem nos resultados e desempenho da micromedição. Embora 48,5% dos municípios brasileiros já apresentavam de 99% a 100% de suas ligações hidrometradas, segundo o Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgotos – 2007 do SNIS, a confiabilidade destes medidores em relação ao seu tempo de instalação na rede está longe de tranquilizar os gestores ligados às áreas de micromedição e de perdas, mesmo naqueles casos em que os prazos estabelecidos pelo Inmetro estejam sendo cumpridos. Neste sentido, este trabalho desenvolve uma ferramenta de gestão do parque de hidrômetros que pode ser utilizada por qualquer empresa de água, pois empregando a sua base de dados de faturamento, constitui o indicador IN014 do Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgotos do SNIS – Consumo micromedido por economia [m³/mês/eco] – como parâmetro de desempenho dos medidores.
  3. 3. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    Introdução A gestão do parque de hidrômetros de qualquer serviço ou empresa de saneamento reveste-se de grande complexidade, por envolver e exigir uma variedade de critérios e parâmetros, que nem sempre estão ao alcance dos gestores da área para auxiliá-los na análise e melhoria dos indicadores [1]. Isto resulta na priorização da manutenção corretiva do parque, demandada pelos problemas apontados na leitura mensal dos medidores (hidrômetros parados, danificados, ilegíveis, vazando, etc.), em detrimento da manutenção preventiva ou verificação periódica [2] dos mesmos. Nos casos em que esta acontece, vale-se, única e exclusivamente, do tempo de instalação do medidor na rede, desconsiderando as condições efetivas de funcionamento do hidrômetro. Muitas vezes, são substituídos medidores com pouquíssimo uso e em excelentes condições de funcionamento, permanecendo instalados outros, com baixo rendimento ou com elevado volume totalizado. O objetivo deste trabalho é instrumentalizar o Departamento Municipal de Água e Esgotos de Porto Alegre - DMAE com uma ferramenta de gestão que, utilizando exclusivamente a sua base de dados comercial, elabore mensalmente o Programa de Manutenções Preventiva e Preditiva do Parque de Hidrômetros do DMAE, levando em consideração o tipo de usuário, a região da cidade em que está instalado e, especialmente, o desempenho do hidrômetro, constituindo-se na base de um programa de manutenção centrada na confiabilidade [3]. O estado da arte Tabela 1 - Quantidade de ramais ativos e faturamento por faixa de consumo Faixas de Qtde % dos % Acum. Nº Consumo % do % Acum. Consumo do Ramal Ramais Ramais Ramais Economia Lido [m³] Faturamento Faturamento Sem Consumo 23.404 9,07% 9,07% 24.874 - 1,18% 1,18% De 0 a 4 m³ 33.115 12,83% 21,89% 35.022 86.541 1,95% 3,13% De 5 a 10 m³ 63.906 24,76% 46,65% 68.280 481.518 4,77% 7,90% De 11 a 15 m³ 44.440 17,21% 63,86% 48.939 571.148 5,39% 13,29% 251.728 De 16 a 20 m³ 29.082 11,27% 75,13% 33.509 517.729 5,05% 18,34% De 21 a 30 m³ 27.692 10,73% 85,86% 35.259 682.922 7,13% 25,47% De 31 a 50 m³ 15.067 5,84% 91,69% 27.393 571.474 6,68% 32,15% De 51 a 100 m³ 8.450 3,27% 94,97% 40.266 596.013 7,67% 39,82% De 101 a 200 m³ 6.572 2,55% 97,51% 74.952 943.171 11,43% 51,25% De 201 a 300 m³ 2.682 1,04% 98,55% 47.178 654.057 8,23% 59,47% De 301 a 500 m³ 2.009 0,78% 99,33% 51.298 765.798 10,04% 69,51% De 501 a 1.000 m³ 1.188 0,46% 99,79% 47.280 803.181 10,91% 80,42% De 1.001 a 4.000 m³ 489 0,19% 99,98% 36.609 812.325 12,99% 93,41% Acima de 4.000 m³ 52 0,02% 100,00% 5.955 483.640 6,59% 100,00% Total geral 258.148 100,0% 576.814 7.969.517 100,0% Fonte: Sistema de Cadastro de Água do DMAE - Competência: Julho/2009  
  4. 4. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    A realidade da medição do consumo de água em Porto Alegre está retratada na tabela 1, que estratifica os consumos mensais por faixas, onde se observa que a gestão do parque de hidrômetros pode e deve ter políticas diferenciadas aplicadas simultaneamente. Uma política voltada para as ligações ativas de água com consumos micromedidos inferiores a 300 m³/mês, realidade em 98,55% dos ramais ativos e que representam 59,47% do faturamento. Outra política de gestão voltada para os consumos maiores de 300 m³/mês com 3.738 ligações hidrometradas, apenas 1,45% dos ramais ativos, mas que se traduzem em 40,53% do faturamento. No Brasil, embora seja um dos indicadores utilizados pelo SNIS [4], conforme mostrado na tabela 2, o consumo por economia não tem ainda um papel de relevância nos estudos das perdas aparentes ou perdas de faturamento dos sistemas de abastecimento ou na gestão dos parques de hidrômetros. Tabela 2 - Consumo mensal por economia no Brasil AG001 - População total Qtde. IN014 - Consumo micromedido por economia [m³/mês/econ.] atendida com abastecimento de água [habitante] Municípios 0-5 6-10 11-15 16-20 21-30 31-50 >50 200 - 1.000 106 10 78 16 - - 1 1 1.000 - 10.000 2.535 98 1.603 736 58 21 11 8 10.000 - 50.000 1.203 21 565 495 78 29 12 3 50.000 - 150.000 283 3 78 151 36 14 1 - 150.000 - 500.000 109 1 16 75 14 1 2 - 500.000 - 1.000.000 17 1 2 9 4 1 - - 1.000.000 - 2.500.000 12 - 1 8 3 - - - 2.500.000 - 5.000.000 - - - - - - - - 5.000.000 - 11.000.000 2 - - 1 - 1 - - Total (200 - 11.000.000) 4.267 134 2.343 1.491 193 67 27 12 3,1% 54,9% 34,9% 4,5% 1,6% 0,6% 0,3% Total(10.000 - 11.000.000) 1.626 26 662 739 135 46 15 3 1,6% 40,7% 45,4% 8,3% 2,8% 0,9% 0,2% Total (50.000 - 11.000.000) 423 5 97 244 57 17 3 - 1,2% 22,9% 57,7% 13,5% 4,0% 0,7% 0,0% Fonte: Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgostos - 2007 do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento - PMSS Mesmo que a comparação pura e simples entre os valores desse indicador por município não permita conclusões definitivas, uma constatação pode-se retirar da observação da tabela 2: Os municípios com menor população atendida com abastecimento de água, tem um consumo micromedido por economia menor e, consequentemente, um consumo médio percapita de água inferior, conforme a tabela 3. Baseado nos demais indicadores disponibilizados pelo Diagnóstico do SNIS, que informam os bons índices de hidrometração e de perdas de faturamento nestes municípios, comparáveis ou
  5. 5. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    melhores que os mais populosos, é possível relacionar algumas das prováveis causas que levam a esta situação: - Hábito cultural ou baixa disponibilidade hídrica, associados a atitudes conservacionistas da água pela população; - Nível de renda ou situação econômica [5]; - Menor índice de perdas, com menos volumes estimados, devido aos sistemas de abastecimento serem menores e/ou as redes mais novas; - Baixo desempenho dos medidores, acarretado pela falta de programas de manutenção. Tabela 3 - Consumo médio percapita de água AG001 - População total Qtde. IN022 - Consumo médio percapita de água [l/hab./dia] atendida com abastecimento de Municípios s/inform. <51 51-100 101-150 151-200 201-250 251-300 >300 água [habitante] 200 - 1.000 106 - 2 33 57 10 2 1 1 1.000 - 10.000 2.535 5 52 861 1.323 239 30 11 14 10.000 - 50.000 1.203 6 17 325 625 159 42 16 13 50.000 - 150.000 283 13 1 55 127 56 21 8 2 150.000 - 500.000 109 12 - 18 44 26 7 1 1 500.000 - 1.000.000 17 2 - 2 5 5 3 - - 1.000.000 - 2.500.000 12 - - 1 6 4 1 - - 2.500.000 - 5.000.000 - - - - - - - - - 5.000.000 - 11.000.000 2 1 - - - - 1 - - Total de 200 - 11.000.000 4.267 39 72 1.295 2.187 499 107 37 31 0,9% 1,7% 30,3% 51,3% 11,7% 2,5% 0,9% 0,7% Total de 10.000 - 11.000.000 1.626 34 18 401 807 250 75 25 16 2,1% 1,1% 24,7% 49,6% 15,4% 4,6% 1,5% 1,0% Total de 50.000 - 11.000.000 423 28 1 76 182 91 33 9 3 6,6% 0,2% 18,0% 43,0% 21,5% 7,8% 2,1% 0,7% Fonte: Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgostos - 2007 do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento - PMSS Provavelmente, todas estas causas contribuem, em maior ou menor grau, com a redução do consumo percapita nos municípios menos populosos. Para o desenvolvimento deste trabalho será destacada a última causa, ou seja, o baixo desempenho dos medidores, que interfere diretamente no volume micromedido. No DMAE, este indicador do consumo por economia é um parâmetro altamente confiável, quanto a sua atualização e validação, uma vez que é obtido a partir de grandezas essenciais para o cálculo e emissão das contas de água, que são o volume micromedido e o número de economias. Metodologia A base de dados O DMAE utiliza o Sistema de Cadastro de Água - SCA com o objetivo principal e final de elaborar o seu faturamento mensal e que, além dos módulos de Leitura, Cadastro, Ligação e
  6. 6. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    Corte, entre outros, agrega o módulo de Hidrômetros que executa a administração do seu parque de medidores. Todas as operações com os medidores do DMAE são lançadas e atualizadas neste módulo, desde a aquisição, passando pela movimentação (colocação e retirada) na rede, até a sua baixa do patrimônio. Este módulo inclui, também, uma rotina para o planejamento da manutenção preventiva, baseado apenas no tempo de instalação dos medidores na rede. A base de dados resultante dos lançamentos executados mensalmente em cada módulo, embora tenha sido criada com o enfoque comercial, constitui-se numa rica fonte de informações para a gestão do parque de hidrômetros. As informações disponíveis Com o intuito de permitir relatórios mais completos e análises mais complexas, a base de dados do SCA é disponibilizada para os gestores das áreas, sendo atualizada mensalmente em um gerenciador de banco de dados, após o fechamento da competência, isto é, do mês de faturamento, que ocorre na primeira emissão de contas. Com o objetivo de estabelecer novos parâmetros para o planejamento da manutenção preventiva, realizou-se uma série de cruzamentos e relacionamentos com os dados disponíveis que, para este estudo, foram agrupados utilizando-se os seguintes filtros: - Grupo: Existem 16 grupos que representam as regiões da cidade e que observam características sócio-econômicas similares; - Categoria: São 4 os tipos de usuários considerados pelo SCA - residencial, comercial, industrial e repartição pública; - Economia: Representa a quantidade de unidades habitacionais abastecidas por um mesmo ramal ou ligação de água, sendo o consumo do ramal registrado pelo hidrômetro. A atualização desta quantidade é de extremo interesse do usuário, pois a conta de água é calculada em função deste número. - Capacidade do medidor: É determinada pela máxima vazão (ou vazão permanente) em que a água pode atravessar o hidrômetro, por um curto período de tempo, sem que o mesmo se danifique [6]. O DMAE instala os seus medidores observando o dimensionamento estabelecido pela tabela 4. - Classe metrológica: São parâmetros pré-estabelecidos que definem os limites metrológicos do medidor [7].
  7. 7. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    Na implantação definitiva do sistema deve ser avaliada a pertinência de considerar mais filtros - tipo de medidor (unijato, multijato, volumétrico, woltmann vertical, woltmann axial, etc.), tipo de abastecimento (direto ou indireto com reservatório), entre outros - que sejam mantidos atualizados na base de dados e possam influenciar na micromedição do consumo. Ajustando-se os parâmetros para a manutenção preventiva Sabia-se que além da dimensão tempo de instalação, era necessário agregar o volume totalizado pelo medidor em função de sua capacidade ou vazão máxima, conforme apresentado na tabela 4, que seria a base para a reformulação do programa de manutenção preventiva praticado pelo DMAE, que considerava apenas o tempo de instalação do medidor. Tabela 4 - Pré-dimensionamento de hidrômetros Faixas de Consumo Substituição Hidrômeros Classe Metrológica B Classe Metrológica C Preventiva (m³/mês) Instalados (o que ocorrer primeiro) Volume Tipo de DN Qmin Qmin DN Tipo de Acumula Qn (m³/h) Mínima Máxima Qn (m³/h) Medidor Anos Acumula [%] do [%] Medidor (mm) (l/h) (l/h) (mm) do (m³) UJ 20 15 0,75 - 20 7 5.000 2,40 1,5 15 20 UJ/MJ/VM 98,40 MJ 20 30 1,5 21 300 5 10.000 96,00 25 70 3,5 301 525 0,48 MJ 3,5 35 25 UJ/MJ 5 27.000 25 100 5 526 750 0,64 751 1.050 MJ 40 200 10 10 100 40 UJ/MJ 5 54.000 0,35 1.051 1.500 MJ 50 300 15 1.501 2.250 2.251 3.000 15 90/150 50 UJ/MJ 5 0,11 W 50 450 15 3.001 4.500 4.501 9.000 1,60 W 80 1.200 40 40 180 80 UJ 4 0,01 9.001 12.000 Conforme 12.001 15.000 análise de W 100 1.800 60 60 300 100 UJ 4 desempenho 0,01 15.001 18.000 W 150 4.500 150 18.001 45.000 0,00 Obs: Hidrômetros classe "C" são W 200 7.500 250 45.001 75.000 recomendados para medição dos - consumos dos imóveis com abastecimento 3 W 250 12.000 400 75.001 120.000 - indireto. W 300 18.000 600 120.001 180.000 - Fonte: Seção de Medição/DMAE - Porto Alegre/RS - Brasil. Competência: Julho/2009 No entanto, buscava-se um refinamento destes critérios (tempo e volume) que considerasse a variedade de usuários e a diversidade de regiões sócio-econômicas da cidade. Por isso, escolheu-se a medida consumo por economia, obtida a partir da divisão da média dos consumos dos últimos 6 meses1 pelo número de economias cadastradas no ramal, disponíveis na base de dados.                                                              1   Optou‐se pela média dos últimos seis meses como forma de compensar a sazonalidade verificada nos consumos  micromedidos,  em  função  da  variação  da  temperatura  ambiente  ao  longo  do  ano,  e  para  contrabalançar  intercorrências eventuais que possam alterar o consumo normal de água, como vazamentos ou fugas.
  8. 8. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    As informações obtidas (ver tabela 5) confirmaram o acerto desta decisão, pois cada grupo (região da cidade), categoria (tipo de usuário) e tipo de imóvel (pela quantidade de economias) apresenta um consumo médio por economia próprio, em que pese os critérios para a instalação dos medidores na rede serem universais, ou seja, coloca-se e se retira conforme o SCA estabelece, apenas se observando a tabela de dimensionamento (ver tabela 4). Verifica-se na tabela 5, que apresenta um resumo das informações buscadas, a diversidade de valores que assume a medida escolhida e que, a partir de um valor médio geral de 13,82 m³/eco na competência julho/2009, ela oscila em função do grupo, categoria, capacidade do medidor e nº de economias abastecidas pelo ramal. Observa-se então, que um dos dogmas da área comercial dos serviços e empresas de água de cidades como Porto Alegre - com forte predominância econômica do setor de serviços -, de que uma residência sempre consumirá mais água que um estabelecimento comercial, não é procedente, pois tanto no comparativo dos valores gerais da categoria residencial (12,53 m³/eco) com a comercial (14,51 m³/eco), como nos ramais com 2 a 8 economias (residencial com 9,87 m³/eco e comercial com 11,99 m³/eco), verifica-se a quebra deste paradigma. Tabela 5 - Consumos médios por economia [m³/mês/eco] em Porto Alegre/RS Competência Categoria Hidrômetros Ramal de 2 a 8 eco Residencial Geral Julho/2009 Residencial Comercial de 3m³/h Comercial Residencial De 9 a 20 Grupo 1 20,16 11,14 16,84 12,63 11,10 9,00 10,45 Grupo 2 14,27 11,66 23,14 12,23 13,15 8,38 13,92 Grupo 3 14,43 14,63 12,15 13,67 9,28 10,72 12,37 Grupo 4 13,18 12,22 22,37 12,51 7,73 9,43 12,06 Grupo 5 10,99 10,63 13,64 10,90 7,98 8,02 9,14 Grupo 6 12,50 11,63 11,53 11,00 16,40 12,12 12,96 Grupo 7 14,03 13,41 11,46 14,11 8,68 9,13 12,70 Grupo 8 14,91 14,95 13,48 13,96 10,27 13,34 14,06 Grupo 9 12,82 11,40 14,40 11,17 27,73 10,69 10,39 Grupo 10 13,11 11,43 21,05 12,05 9,60 9,86 8,95 Grupo 11 14,15 11,77 13,87 12,51 10,63 8,50 9,84 Grupo 12 16,63 14,75 27,28 14,91 11,61 9,58 12,88 Grupo 13 12,69 12,58 11,65 13,18 10,05 9,54 10,94 Grupo 14 15,02 13,94 12,99 13,58 9,39 9,32 11,62 Grupo 15 12,83 12,63 11,30 12,39 8,35 9,86 11,33 Grupo 16 12,13 11,69 15,03 11,43 7,21 8,06 11,21 Geral 13,82 12,53 14,51 12,59 11,99 9,87 11,91 Fonte: Sistema de Cadastro de Água/ DMAE  
  9. 9. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    A escolha do parâmetro de desempenho Se manutenção preventiva for entendida como “aquela realizada de forma a reduzir ou evitar a falha ou a queda no desempenho de um hidrômetro, obedecendo a um planejamento previamente elaborado, baseado em intervalos de tempo” e se aceito o conceito de que manutenção preditiva é “a atuação realizada com base em modificação de parâmetro de condição ou desempenho do medidor, cujo acompanhamento obedece a uma sistemática”, esta metodologia proposta ao incorporar o tempo de instalação, o volume totalizado neste tempo e monitorar uma variável de desempenho para a programação da manutenção dos hidrômetros na rede de abastecimento de água potável estará, também, indicando quais os hidrômetros que estão com um rendimento abaixo da média do segmento2 considerado. 13,43 13,05 13,25 12,56 12,92 13,05 12,48 12,47 12,26 11,60 11,61 11,19 60.744 35.191 33.423 21.478 22.081 16.670 13.955 10.034 9.186 7.399 8.007 5,32 645 167 de 0 a 1 ano de 1 a 2 de 2 a 3 de 3 a 4 de 4 a 5 de 5 a 6 de 6 a 7 de 7 a 8 de 8 a 9 de 9 a 10 de 10 a 15 de 15 a 20 mais de 20 anos anos anos anos anos anos anos anos anos ano ano anos Qtde Ramais m³ / ECO / mês     Figura 1 ‐ Consumo médio por economia em ramais com medidores de 3 m³/h  Assim, a medida “consumo por economia médio” (m³/eco) de cada segmento será o parâmetro de desempenho deste programa, em relação ao qual se avaliará cada um dos hidrômetros                                                              2   Segmento:  É o  agrupamento  de  hidrômetros  empregados,  em  determinada  competência, na  medição  da  água  consumida na rede pública de abastecimento de Porto Alegre com características de instalação (grupo, categoria),  aplicação (faixa de consumo medido/número de economias) e utilização (classe e tipo de medidor) semelhantes. 
  10. 10. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    instalados em ramais ativos, ou seja, em ramais que não apresentem irregularidades comerciais, que exijam outras ações do DMAE, como de corte ou de desligamento. A figura 1 exemplifica o potencial deste indicador de desempenho, onde se pode observar que aplicando apenas o filtro “capacidade do medidor”, no caso 3 m³/h, depara-se com uma queda acentuada do valor do consumo médio por economia para os ramais com hidrômetros com 2 anos de instalação. Na figura 2, abrindo-se os dados referentes a esta situação, verificam-se três marcas de medidores que estão abaixo do consumo médio por economia (12,48 m³/eco) deste segmento analisado (60.744 ramais): a marca 1 instalada em 1.214 ramais, a marca 5 instalada em 4 ramais e a marca 6 em outros 367 ramais. 12,81 12,48 12,74 12,83 60.744 10,75 10,64 50.907 4,50 7.897 355 367 1.214 4 Marca 1 Marca 2 Marca 3 Marca 4 Marca 5 Marca 6 Média 3m³/h Qtde Ramais m³ / ECO / mês Figura 2 ‐ Consumo médio por economia:  medidores de 3 m³/h com 2 anos de instalação  Além da preventiva, planejando a manutenção preditiva O produto final desta metodologia está sistematizado nas figuras 3.a e 3.b, sob a forma do Fluxograma do Programa de Manutenções Preventiva e Preditiva de Hidrômetros. O sistema proposto não considera os hidrômetros que estão instalados em ramais que apresentam uma das seguintes características ou situações:
  11. 11. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    - Dívida superior a 3 meses ou sob pendência jurídica; - Beneficio de tarifa social (cálculo 3) ou em regiões de baixíssima renda; - Anormalidades apontadas pela leitura mensal, que possam interferir no consumo efetivo; - Isenção de cobrança da água; - Poço artesiano. Os hidrômetros desses ramais já são objeto de outras ações, específicas para cada caso. Quanto à gestão do parque, propriamente dita, a metodologia estratifica os medidores por tempo de instalação e os trata de maneira diferenciada; avalia o dimensionamento do medidor em função das faixas de consumos em vigor; considera o volume acumulado ou o total registrado pelo hidrômetro; entre outros parâmetros. Depois de verificados ou atendidos os parâmetros para a programação preventiva, o medidor é submetido à análise para a elaboração da manutenção preditiva. Neste caso, são calculados os consumos por economia médios de cada um dos segmentos na competência considerada. Os valores são obtidos a partir da média dos consumos médios dos seis meses anteriores (Med6) pelo número de economias em cada segmento, conforme exemplificado na tabela 6, cujos dados, neste caso ilustrativo, poderiam ser os 5 ramais ativos da categoria residencial existentes no grupo 10, que abastecem imóveis que têm de 2 a 8 economias, com hidrômetros da classe B de 3 m³/h instalados. Tabela 6 - Cálculo do consumo por economia médio de um segmento Nº de Consumo médio 6 (Cons.Med6/Eco Nº do Med6/Eco Economias meses anteriores médio) - fd * DP Ramal [m³/mês/eco] Eco [un] Med6 [m3/mês] fd = 1,00 fd = 0,75 1 2 32 16,00 2 8 72 9,00 3 6 75 12,50 9,55 10,32 4 3 46 15,33 5 4 41 10,25 Consumo por economia médio do segmento considerado (Cons.Med6/Eco médio) 12,62 Desvio Padrão (DP) 3,06 Com esta informação atualizada mensalmente, o sistema verifica se o consumo médio por economia dos últimos seis meses (Med6/Eco) medido pelo hidrômetro no ramal é inferior ao consumo por economia médio do segmento onde medidores similares (capacidade e classe) estão igualmente instalados (Cons.Me6/Eco médio). Em caso afirmativo, o mesmo irá fazer
  12. 12. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    parte da manutenção programada pelo critério de desempenho, ou seja, pela manutenção preditiva3. Executando a manutenção baseada em uma condição Embora faltem estudos atualizados sobre o desempenho dos hidrômetros em função do tempo de instalação e do volume totalizado, é sabido que o melhor rendimento de um medidor corretamente dimensionado é alcançado no primeiro ano de sua instalação na ligação de água. As curvas de calibração dos medidores velocimétricos, à medida que o tempo passa e volumes de água são consumidos, deslocam-se para a direita e para baixo, ou seja, iniciam a funcionar com vazões cada vez maiores e seus erros negativos aumentam. Como o acompanhamento do desempenho dos medidores instalados na rede pública de água não é, com raríssimas exceções, uma prática usual e rotineira das empresas de saneamento brasileiras [8] e, ao mesmo tempo, como o comportamento dos medidores varia de um fabricante para outro, ou mesmo de um ano ou algumas vezes de um lote para outro do mesmo fabricante, não se tem um diagnóstico da realidade do parque de hidrômetros em termos da submedição efetiva provocada pelo tempo de utilização dos medidores e, muito menos, em função do volume totalizado. Para constituir mais um parâmetro de avaliação do desempenho do medidor e executar a manutenção baseada em uma condição (MBC), o sistema armazena o consumo por economia médio dos 12 primeiros meses de utilização do medidor na ligação de água. Mensalmente, é avaliado o comportamento do medidor em relação a este período, considerado como aquele em que ele apresentava o seu melhor rendimento. Adota-se o coeficiente de juvenilidade f1 (ver figura 3.b) para estabelecer o limite de aceitação para a queda de rendimento do hidrômetro considerado, comparativamente com o seu primeiro ano de vida. Cabe destacar que esta manutenção baseada em uma condição pode ser aprimorada com o levantamento do índice de desempenho metrológico dos medidores instalados, o que permitiria uma determinação científica do valor do coeficiente de juvenilidade f1.                                                              3   Utilizando‐se  o  desvio  padrão  (DP)  e  se  variando  o  coeficiente  de  preditiva  (fd),  é  estabelecida  a  faixa  de  tolerância  admitida  no  segmento  em  análise  para  os  consumos  micromedidos  (Med6/Eco)  pelos  hidrômetros  instalados em cada ramal ou ligação de água. No exemplo da tabela 6, para fd = 1, apenas o hidrômetro do ramal  nº 2 entrará em manutenção preditiva. No caso de fd = 0,75, também, o hidrômetro do ramal nº 5.  
  13. 13. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    PMPPH - HIDRÔMETRO 4 Temp_Instal N > 6meses S Ramal N ATIVO e s/ OS de CO S Anormalidades Dívida + 3 Valores de N meses ou S 10 - 11 - 13 - 14 - 17 - 18 - Pend.Jurídica 19 - 27 - 28 - 31 - 34 - 35 - 37 - 38 - 39 - 51 - 53 - 60 - N 62 - 63 - 68 - 69 - 73 - 76 - 77 - 79 - 80 - 86 - 91 - 210 Sem N Anormalidades ou = N S Capacidade = REDUZIR Capacidade do HD 3m³/h e S para 1,5m³/h na emissão da OS Med6 ≤ Reg.Máx do PV (destacar na OS) 1,5m 3 /h [Tab.2] N tempo Tempo S Inst.>8a M.Preventiva PV N Capacidade > 3m³/h e Med6 > N 1 Reg. Máx ou Med6 < Reg.Min [Tab.2] S Avisar que a Capacidade do Poço Artesiano S HD está fora da faixa de dimensionamento (no planejamento da OS) N Cons_comp = S 0 GRUPO N INDICADOR N DE CONTA (CATEGORIA) S S Vila N =3 Cálculo ≠3 1 2 Figura 3.a - Programa de manutenções preventiva e preditiva de medidores
  14. 14. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    Nº de Economias/Faixas 1 1ª) 01 ECO 2ª) de 02 a 08 ECO's 2 Cons.Méd6/Eco médio e D.P. 3ª) de 09 a 20 ECO's (desvio padrão): Tabela 1 4ª) de 21 a 50 ECO's calculada por competência, com os 5ª) Acima de 50 ECO's Capacidade = valores médios por segmento: Nº de REDUZIR Capacidade do HD 3m³/h e Grupo - Categoria - Nº de Economias S para 1,5m³/h na emissão da OS Med6 ≤ Reg.Máx Economias - Capacidade e Classe PV (destacar na OS) (1,5m3/h) do HD [Tab.2] N Cons.Méd6/Eco CAPACIDADE E volume médio e D.P. CLASSE M.Preventiva PV Capacidade > 3m³/h e Med6 > N Reg. Máx ou Med6 S LEIT.≥ 3 < Reg.Min Reg.Máx.Ext Reg.Máx.Extendido: [Tab 2] Registro máximo mensal Avisar que a Capacidade do N por capacidade (Tabela 2) HD está fora da faixa de S x 12 meses x 3,0 dimensionamento (no anos(programável) planejamento) Poço S Artesiano 3 N Med6/Eco desempenho 5a < T.I≤ N > N Relatório para 8a nos fn * Cons.Méd6/Eco STAM/I N médio S Med6/Eco: Consumo médio dos 6 meses anteriores S medidos pelo hidrômetro sobre o número de economias do ramal fd: Programável, podendo Cons.Méd6/Eco médio: Tabela calculada por assumir valores de 1,00 a competência, com os valores médios por segmento: desempenho 0,00 Grupo - Categoria - Nº de Economias - Capacidade e Med6/Eco Classe do HD. M.Preditiva < fn: Programável, podendo assumir valores de 1,00 a PD (Cons.Méd6/Eco 0,00 médio - fd * D.P.) S 3 S Tempo N Inst.>13meses e < 01/01/2007 N rendimento Cons_comp/Eco S M. Baseada em < uma Condição 3 f1 * Méd12/Eco BC Cons_comp/Eco: Consumo medido na competência pelo hidrômetro sobre o número de economias do ramal considerado Méd12/Eco: Consumo médio mensal do HD nos N 12 meses iniciais de instalação no ramal considerado por economia f1: Programável, podendo assumir valores de 1,00 a 0,00 S 3 + HD's 4 N FIM Figura 3.b - Programa de manutenções preventiva e preditiva de medidores (continuação)
  15. 15. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    Resultados esperados A implantação desta metodologia permitirá que os recursos investidos na manutenção preventiva do parque de hidrômetros sejam otimizados, ao mesmo tempo em que resultará na melhoria dos indicadores de micromedição e de arrecadação, com o aumento do volume medido. Outra conseqüência de sua aplicação será a substituição de hidrômetros que estejam com seu rendimento abaixo da média, ao contrário de hoje, em que este parâmetro não é observado, o que propicia situações inversas, ao retirarem-se medidores com bons índices de medição e permanecerem hidrômetros com desempenho insatisfatório na rede. A metodologia agrega um atributo inexistente nos sistemas de gestão de hidrometria praticados em larga escala, uma vez que, além de fazer o monitoramento mensal do rendimento dos medidores, seu indicador de desempenho ajusta-se à melhoria (contínua) da qualidade do parque de hidrômetros resultante de sua aplicação, ao contrário dos sistemas baseados apenas no tempo de instalação e nos consumos totalizados (mínimo e máximo) que têm os seus parâmetros estanques. Como mais uma vantagem da aplicação deste método, destaca-se a versatilidade com que podem ser alterados os coeficientes e parâmetros utilizados na programação das manutenções, incorporando as possíveis modificações na política comercial da empresa e a desejada evolução do parque de medidores. Desta forma, o aumento resultante no grau de rendimento da micromedição proporcionará uma maior conservação da água por parte dos usuários que, até então, tinham os seus consumos submedidos. Conclusões Esta metodologia para gestão do parque de hidrômetros pode e deve ser melhorada continuamente e, com a determinação do desempenho metrológico requerido dos medidores, é a base para a aplicação do método da manutenção centrada na confiabilidade. Para isso, é fundamental complementá-la com outras práticas e políticas de gestão que garantam a qualidade da medição, como a verificação periódica dos medidores instalados. Esta verificação servirá tanto para avaliar a observância dos hidrômetros aos limites metrológicos legais ao longo do tempo, como para certificar-se de que os valores dos parâmetros de controle (tempo e volume) e coeficientes utilizados pela metodologia não necessitam de adequações.
  16. 16. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    Outro fator que contribuirá para a melhoria contínua desta metodologia é a utilização de novos critérios de dimensionamento dos medidores, definidos a partir de levantamento dos perfis de consumo dos usuários em cada segmento, em conjunto com a determinação dos índices de desempenho metrológico dos medidores utilizados no parque [9]. Por fim, entende-se que esta metodologia para planejamento das manutenções preventivas, pela sua abrangência e simplicidade, aplica-se a qualquer tipo e porte de serviço ou empresa de água, necessitando apenas de ajustes nos valores de seus parâmetros de controle (tempo e volume), em função do estágio em que se encontra o parque de hidrômetros considerado. Referências Bibliográficas [1] Nielsen, M. J. et al.: “Medição de Água - Estratégias e Experimentações”, pp. 89-112, Optagraf Editora & Gráfica, Curitiba/PR, 2003. [2] INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial, et. al.: “Portaria nº 246 de 17/10/2000. Regulamento Técnico Metrológico para hidrômetros de água fria, de vazão nominal até 15 m³/h”, Brasília, 2000. [3] Siqueira, I. P.: “Manutenção Centrada na Confiabilidade”, pp.69-91, QualityMark, Rio de Janeiro, 2005. [4] PMSS - Programa de Modernização do Setor Saneamento: “Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento: Diagnóstico dos serviços de água e esgotos – 2007”, Brasília, 2009. [5] Coelho, A. C.: “Medição de Água Individualizada – Manual de Consulta”, pp. 40, Ed. do Autor, Recife, 2007. [6] ABNT - Associação Brasileira De Normas Técnicas: “NBR NM 212: Hidrômetros Velocimétricos para Água Fria de Vazão Nominal até 15 m³/h”, Rio de Janeiro, 1999. [7] ABNT - Associação Brasileira De Normas Técnicas: “NBR 14005: Medidor Velocimétrico para Água Fria, de 15 até 1.500 m³/h de Vazão Nominal”, Rio de Janeiro, 1997. [8] INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial, et. al.: “Portaria nº 066 de 13/04/2005. Regulamento Técnico Metrológico para execução dos ensaios inerentes à verificação dos instrumentos de medição”, Brasília, 2005. [9] Arregui, F.J. et al.: “Quantification of meter errors of domestic users: a case study”, Valencia - Espanha, 2007, http://medindoagua.wordpress.com/category/papers/.
  17. 17. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    Biografia de Elton J. Mello* Em 1980, Elton formou-se em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Santa Maria, Brasil. Em 1995, obteve o título de especialização em Engenharia Clínica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Desde 1995 é engenheiro concursado do Departamento Municipal de Água e Esgoto – DMAE de Porto Alegre - RS, Brasil, tendo atuado na área de micromedição e perdas. De 2001 a 2003 exerceu a função de Superintendente Comercial do DMAE, responsável pelas áreas de aprovação de projeto hidrossanitário, de ligações de água e micromedição, de arrecadação e de atendimento ao usuário. No período de 2003 a 2008 esteve cedido ao Ministério da Saúde do Brasil para atuar como Gerente de Engenharia e Patrimônio do Grupo Hospitalar Conceição de Porto Alegre – RS. Em junho de 2008, retornou ao DMAE para ocupar o cargo de Gerente Técnico do Laboratório de Hidrômetros com a missão de levar o Laboratório à certificação pela NBR ISO /IEC 17025:2005 e a tarefa de implantar a telemetria na micromedição da água distribuída pelo DMAE. Desde fevereiro de 2009, mantém na internet o blog “Medindo Água” (medindoagua.blogspot.com/), que, também, pode ser acompanhado pelo Twitter (twitter.com/medindoagua).
  18. 18. Desenvolvimento de metodologia para o programa de manutenções   preventiva e preditiva do parque de hidrômetros do DMAE – Porto Alegre/Brasil    Descrição da Organização O Departamento Municipal de Água e Esgotos (Dmae) foi criado em 15 de dezembro de 1961 e é o órgão responsável pela captação, tratamento e distribuição de água, bem como pela coleta e tratamento do esgoto sanitário (cloacal) no município de Porto Alegre, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. É da responsabilidade do Departamento fiscalizar e manter esses serviços, além de planejar e promover, de forma constante, seu melhoramento e ampliação, garantindo a infra-estrutura necessária para o crescimento sustentável da cidade. O Dmae conta hoje com cerca de 2.500 colaboradores ativos e uma estrutura que inclui oito (8) Estações de Bombeamento de Água Bruta (EBABs), sete (7) Estações de Tratamento de Água (ETAs), 92 Estações de Bombeamento de Água Tratada (EBATs), 99 reservatórios, nove (9) Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs), 17 Estações de Bombeamento de Esgotos (EBEs), cerca de 3,7 mil quilômetros de rede de água e mais de 1,6 mil quilômetros de rede de esgotos, além de serviços de atendimento ao usuário. Atualmente 100% dos porto-alegrenses são abastecidos com água tratada e 85% da população dispõe do serviço de coleta de esgoto. A capacidade de tratamento de esgotos da cidade é de até 27% e, através do Programa Integrado Sociambiental (PISA), o Departamento executa obras para ampliar o tratamento de esgotos em Porto Alegre para 77%, com prazo de conclusão em 2012.

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