INTRODUÇÃO

A gestão eficiente dos recursos hídricos é essencial para a sustentabilidade e desenvolvimento das cidades. De acordo com a Organização das Nações Unidas (ONU), aproximadamente 30% da água tratada nos sistemas de abastecimento é perdida devido a vazamentos, falhas estruturais e outros problemas operacionais. Essas perdas resultam em impactos econômicos e ambientais significativos.

Os dados do SNIS-AE 2022 indicam que o índice de perdas na distribuição de água foi de 37,8%, representando uma melhora em relação a 2021, quando esse percentual era maior. Isso significa que, de cada 100 litros disponibilizados pelos prestadores de serviço, apenas 62,2 litros chegam aos consumidores finais. Esse desperdício ocorre devido a fatores como vazamentos, erros na medição do consumo e ligações clandestinas (SNIS, 2023, p. 39).

TECNOLOGIAS APLICADAS NA REDUÇÃO DE PERDAS DE ÁGUA

Para mitigar as perdas e melhorar a eficiência do abastecimento, diversas soluções tecnológicas estão sendo implementadas em vários setores do saneamento básico, entre elas, o monitoramento em tempo real com o uso de sensores de pressão e fluxo permite identificar vazamentos e falhas no sistema de distribuição antes que se tornem problemas graves, possibilitando manutenções preventivas. Redes inteligentes de distribuição com sistemas automatizados que ajustam dinamicamente a pressão da água e otimizam o fluxo para minimizar desperdícios. Algoritmos avançados preveem pontos críticos de ruptura com base em dados históricos e em tempo real. Detecção acústica de vazamentos utilizando sensores que captam ruídos característicos de vazamentos, mesmo em tubulações subterrâneas ou de difícil acesso, permitindo a identificação e reparação rápida. Modelagem hidráulica avançada através Simulações computacionais que ajudam a prever e otimizar o funcionamento do sistema de abastecimento, reduzindo pressões desnecessárias e prevenindo falhas. E também a integração com Sistemas de Informação Geográfica (SIG) com base nas análises geoespaciais dos sistemas de abastecimento permite um planejamento mais eficiente e identificação rápida de regiões vulneráveis.

ESTUDOS DE CASO E APLICABILIDADE

O Departamento Municipal de Água e Esgoto de Uberlândia (DMAE) tem investido em tecnologias para otimização de processos desde 2008. Um dos primeiros avanços foi a implantação de um sistema de telemetria para monitoramento dos reservatórios de água em tempo real. Com esse sistema, é possível acompanhar variações de nível e vazão, permitindo ajustes automáticos e intervenções rápidas para evitar desperdícios.

Em uma iniciativa mais recente, foi implementado um sistema de telemetria para micromedição, que utiliza sensores e módulos para captar leituras remotas dos hidrômetros. Esses dados são transmitidos via protocolo LoRaWAN para uma API que gerencia as informações em uma plataforma chamada IoTMonitor. Essa tecnologia tem sido fundamental para identificar padrões de consumo, detectar perdas e melhorar a eficiência operacional do abastecimento.

Tabela 1 Índice de perdas na distribuição

Fonte: https://www.gov.br/cidades/pt-br. SNIS – Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento

O SNSA (2023) destaca que: 

Dentre os 30 prestadores de serviços de abrangência local de maior porte, em 2022, 14 apresentam valores de IN049 inferiores ao valor da totalização nacional de 37,8%. Nenhum prestador de serviço apresentou IN049 inferior a 10%. Com IN049 entre 10% e 25%, destacamse os prestadores de serviços dos municípios de Campo Grande/MS (19,8%), Campinas/SP (20,2%), Limeira/SP (20,2%), São José do Rio Preto/SP (20,5%), Uberlândia/MG (22,8%), Petrópolis/RJ (23,4%) e Niterói/RJ (24,8%). É válido enfatizar que esses municípios também apresentaram IN049 entre 10% e 25% no ano de 2021. Por outro lado, por apresentarem IN049 superior a 50%, destacam-se os prestadores de serviços dos municípios de Sobral/CE (50,5%), Piracicaba/SP (53,9%), Manaus/AM (55,4%), Rio Branco/AC (56,6%), Cuiabá/ MT (59,0%), Parauapebas/PA (60,3%) e União dos Palmares/AL (62,9%). Os municípios de Piracicaba/SP, Cuiabá/MT e Manaus/AM também apresentaram valor de IN049 superior a 50% em 2021 (SNSA, 2023, p.49).

Na tabela 2, podemos fazer uma comparação por países verificando o indice de perdas de faturamento, segundo a ABES – Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental.

O conceito de perdas nos sistemas de abastecimento de água inclui duas categorias, a perda de água física ou real, quando o volume de água disponibilizado no sistema de distribuição pelas operadoras de água não é utilizado pelos clientes, sendo desperdiçado antes de chegar às unidades de consumo, e a perda de água comercial ou aparente quando o volume utilizado não é devidamente computado nas unidades de consumo, sendo cobrado de forma inadequada. Até alguns anos atrás, a avaliação das perdas era distinta em cada país, ou mesmo em cada companhia de saneamento em um mesmo país. A International Water Association (IWA) procurou padronizar o entendimento dos componentes dos usos da água em um sistema de abastecimento através de uma matriz que representa o Balanço Hídrico, onde se inserem os dois tipos de perdas relatados. O conjunto de perdas físicas ou reais e de perdas de faturamento ou aparentes é chamado de “Água Não Faturada” “Non-Revenue Water”. (ABES, 2013. p, 8). 

Tabela 2 – Comparação Internacional – PERDAS DE FATURAMENTO 1

Fonte: IBNET/SNIS. Elaboração: GO Associados/Instituto Trata Brasil

Para tentar a diminuição e a prevenção destas perdas devemos utilizar o que a tecnologia nos oferece como soluções promissoras para o problema das perdas de água nos sistemas de abastecimento. temos algumas formas pelas quais a inovação tecnológica está sendo aplicada com sucesso:

Temos os Sistemas de monitoramento em tempo real, que pode contribuir para diminuir uma das principais causas das perdas de água que é a incapacidade de detectar vazamentos e problemas nas tubulações a tempo de evitar danos significativos. A tecnologia, como sensores de pressão e fluxo, permite o monitoramento em tempo real de todo o sistema de abastecimento. Isso possibilita a detecção precoce de vazamentos, rupturas e outras anomalias, permitindo uma resposta rápida e eficaz para resolver os problemas antes que causem grandes perdas de água.

As redes de distribuição de água estão se tornando cada vez mais inteligentes, com a implantação de sistemas de controle automatizado e algoritmos avançados. Esses sistemas permitem o ajuste dinâmico da pressão da água e o redirecionamento do fluxo para minimizar perdas. Além disso, eles podem prever onde as rupturas são mais prováveis de ocorrer com base em análises de dados em tempo real e históricos, permitindo a manutenção preventiva.

Também podemos contar com a tecnologias de detecção acústica, que consiste em uma técnica avançada que usa sensores sensíveis ao som para identificar vazamentos invisíveis. Quando a água vaza de uma tubulação, ela cria um som característico que pode ser capturado pelos sensores acústicos. Isso permite a detecção precisa e rápida de vazamentos, mesmo em áreas subterrâneas ou de difícil acesso.

Com a modelagem hidráulica avançada que utiliza algoritmos e simulações computacionais para otimizar a operação de sistemas de abastecimento de água. Isso inclui a identificação de áreas propensas a vazamentos, a otimização do fluxo de água e a redução de pressões desnecessárias na rede. Essa abordagem baseada em dados ajuda a prevenir perdas e melhorar a eficiência do sistema.

Integração de sistemas de informação geográfica (SIG): a integração de sistemas de informação geográfica com sistemas de gestão de água permite uma visualização completa da infraestrutura de abastecimento de água. Isso facilita a identificação de áreas de alto risco e a tomada de decisões informadas para a manutenção e substituição de tubulações antigas e propensas a vazamentos.

O DMAE Desde 2008 vem investindo em tecnologias para otimização de processos, um dos primeiros investimentos foi a criação da telemetria dos reservatórios de água, distribuídos em pontos estratégicos da cidade, o Núcleo de CCP – Centro de Controle de Processos, faz esse monitoramento 24 horas por dia 7 dias por semana.

O Departamento Municipal de Água e Esgoto de Uberlândia, no interior de Minas Gerais, acaba de terminar a implantação de um sistema de automação, tele-supervisão e controle à distância de 13 estações de tratamento, reservatórios e ponto de captação de água. Automatizado pela Vector Engenharia, que também respondeu pela criação e implantação dos sistemas, o projeto uniu redução de custos e melhoria no fornecimento do produto ao consumidor, beneficiando diretamente 600 mil habitantes da cidade, além de otimizar a vida útil de equipamentos caros como os motores das estações de bombeamento ( DAE, 2008, s.p.).

A diretoria do DMAE faz investimentos constantes na inserção de novas tecnologias e na modernização de suas operações, a exemplo dos projetos de dosagem automática de produtos químicos, telemetria com automação e cadastramento de redes (OLIVEIRA, 2011, p.42).

A análise de dados tem se mostrado fundamental para modernizar os sistemas de abastecimento de água. Ao identificar padrões de consumo e otimizar a distribuição, é possível reduzir perdas, diminuir custos e garantir a qualidade do serviço para todos os consumidores.

Consequentemente para melhorar a eficiência e a transparência no abastecimento de água e para alcançar esses objetivos, diversos investimentos em tecnologia têm sido realizados, o DMAE tem investido em tecnologia como a Internet das coisas (IoT). Nas figuras 1, 2, e 3 (acesso local), temos a utilização de plataformas como o Grafana, por exemplo, permite monitorar a captação de água bruta, dos efluentes domésticos e não domésticos de forma mais eficiente e também dos reservatórios de água.

 A telemetria aplicada a efluentes domésticos e não domésticos (indústrias e comércios), representada na figura 1, em seus processos, precisam garantir o correto tratamento de seus efluentes, além do monitoramento temos o Programa de Recebimento e Monitoramento de Efluentes Não Domésticos – PRECEND – é destinado às pessoas físicas e jurídicas instaladas no município de Uberlândia que produzem e lançam efluentes não domésticos (efluentes comerciais ou industriais) na rede pública de esgoto. O objetivo do programa é regularizar o estabelecimento perante aos órgãos ambientais no que diz respeito aos efluentes líquidos e ainda auxiliar na preservação da Estação de Tratamento de Esgoto Uberabinha e do meio ambiente.

Figura 1 monitoramentos de efluentes

Fonte: Acesso local – https://dmaeuberlandia.com.br/grafana

A Figura 2 ilustra o monitoramento das galerias de águas pluviais na Avenida Rondon Pacheco, com o objetivo de prevenir inundações e emitir alertas à população. A iniciativa visa orientar os cidadãos a evitar áreas críticas da cidade durante períodos de chuvas intensas.

Figura 2 Defesa Civil – Nível de galerias 

Fonte: Acesso local – https://dmaeuberlandia.com.br/grafana

Na figura 3 temos a ilustração do sistema de abastecimento da zona urbana de Uberlândia que utiliza a captação em represas a fio d’água, que dependem da vazão direta dos mananciais. Embora essa característica permita a operação do sistema mesmo com variações no nível do canal, é crucial a gestão eficiente dos recursos hídricos para garantir o abastecimento contínuo, especialmente em períodos de estiagem.

Figura 3 Vazões ETA’s

Fonte: Acesso local – https://dmaeuberlandia.com.br/grafana

As figuras 4 e 5 demonstram o sistema de monitoramento e controle dos reservatórios de água em Uberlândia. O controle remoto das bombas oferece uma vantagem crucial: a capacidade de acionar ou desligar os motores de forma ágil e precisa. Essa automação garante a eficiência do sistema, otimizando o uso dos recursos e assegurando o abastecimento contínuo da população, mesmo diante de variações na demanda.

Figura 4 Nível de reservatórios – Supervisório

Fonte: Elaboração do autor, 2024

Figura 5 Relatório disponível para a população através do portal 

Fonte: https://www.uberlandia.mg.gov.br/prefeitura/orgaos-municipais/dmae/sistema-de-abastecimento-de-agua-2/

Como foi dito por Oliveira (2024), no artigo O uso da Internet das coisas (IoT) no saneamento, recentemente houve a implantação da telemetria de micromedição que garante um acompanhamento completo de todo o processo, juntamente com os outros processos supracitados, desde a captação até a entrega da água tratada ao consumidor. Foi neste sentido o desenvolvimento de um sistema de telemetria para a coleta de dados, ou seja, utilizando para fazer as leituras dos hidrômetros remotamente usando módulos e sensores para capitar as leituras em forma de pulsos magnéticos e enviá-los via rádio frequência, usando o protocolo LoRaWAN, para uma API e o sistema de gerenciamento dos dados IoT monitor representado na figura 6 a.

Figura 6 IoT monitor

Fonte: Fonte: Acesso local – https://iotmonitor.uberlandia.mg.gov.br/maps

CONSIDERAÇÕES FINAIS

O uso da Internet das Coisas (IoT) e outras inovações tecnológicas tem demonstrado grande potencial para reduzir as perdas de água e otimizar a gestão dos recursos hídricos. A implantação de redes inteligentes, sensores de monitoramento e sistemas de telemetria permite maior controle sobre o consumo e desperdício, garantindo um abastecimento mais eficiente e sustentável.

Entretanto, desafios como custos de implementação e capacitação de profissionais ainda precisam ser superados. Para que essas tecnologias sejam amplamente adotadas, é essencial a colaboração entre governos, empresas de saneamento e sociedade. Com investimentos adequados e planejamento estratégico, é possível garantir a segurança hídrica e a sustentabilidade dos sistemas de abastecimento no futuro.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

ABES, Perdas em sistemas de abastecimento de água: diagnóstico, potencial de ganhos com sua redução e propostas de medidas para o efetivo combate, 2013. Disponível em: < https://www.abes-sp.org.br/arquivos/perdas.pdf> Acessado em15 de setembro de 2024

DAE, MG: em Uberlândia, DMAE implanta controle à distância de reservatórios de água. Disponível em https://www.revistadae.com.br/site/noticia/118-MG-Em-Uberlandia,-DMAE-implanta-controle-a-distancia-de-reservatorios-de-agua. Acessado em 22 de setembro de 2024

OLIVEIRA, C. H. Blog Inclusão Digital. Rev. Esp. Cinet. Livre (ISSN 2236-9598), Brasil, n. 4, p. 40-45, out.-nov.,2011. Disponível em: https://issuu.com/rev_espaco_cientifico_livre/docs/revista_espa_o_cient_fico_livre_n.4 acessado em 17 de fevereiro de 2025. 

OLIVEIRA, Clodoaldo Henrique de. implementação de sistema de gestão de micromedição hídrica com iot: um estudo de caso. Revista International Integralize Scientific,Ed. n.41, p. 103 116, Novembro/2024. ISSN/2675 5203.< https://editoraintegralize.com/wp-content/uploads/2024/12/ed-nov-2024-tecnologia.pdf> Acessado em 05 de setembro de 2024,

SNSA, Diagnóstico Temático Serviços de água e esgoto. Dez. 2023. Disponível em: < https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-programas/saneamento/snis/produtos-do-snis/diagnosticos/DIAGNOSTICO_TEMATICO_VISAO_GERAL_AE_SNIS_2023.pdf> Acessado em 17 de outubro de 2024