Hierarquização de ações de eficiência hidroenergética em sistemas de abastecimento de água

Orientador: Prof. Dr. Daniel Costa dos Santos

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 25/02/2019

Inclui referências: p. 146-150

Resumo: O alto consumo de energia e os elevados índices de perdas de água em sistemas de abastecimento de água (SAA), principalmente em países em desenvolvimento, como o Brasil, demonstram a falta de planejamento e gerenciamento que ocorre na maioria desses sistemas. Assim, é necessário que sejam tomadas ações a fim de melhorar a eficiência hidroenergética desses SAA. O principal desafio, porém, é definir quais ações trarão melhores resultados ao sistema. Essa dificuldade ocorre devido à complexidade dos SAA e à variedade de critérios que podem ser utilizados para a escolha das ações. Para que essa análise se torne mais completa devem ser considerados critérios diversos (técnicos, financeiros, sociais, ambientais). Além disso, há o interesse dos usuários do SAA, como a prestadora de serviços de saneamento, as comunidades, os órgãos públicos, entre outros, sendo necessário conciliar esses interesses. Para esse fim, já existem alguns programas de conservação de água e energia propostos, como o Programa de Conservação de Água para um Meio Urbano Sustentável (CAMUS), porém este não aborda a natureza multicriterial envolvida na questão. O objetivo desta tese é, portanto, propor um Sistema de Apoio à Decisão (SAD), o Método da Análise Hierárquica (AHP), para integrar o programa CAMUS com o objetivo de inserir a complexidade advinda da abordagem multicriterial para a hierarquização de ações de conservação de água e energia em um SAA. Para isso, o Programa CAMUS foi adaptado ao AHP e para verificar a aplicabilidade da ferramenta, foi realizado um estudo de caso em parte do SAA de Curitiba, Paraná. No estudo de caso foram selecionadas três ações de eficiência hidroenergética, a saber, detecção e correção de vazamentos, uso racional da água e substituição das adutoras antigas por novas adutoras. Essas ações foram avaliadas por critérios financeiros (custo de implantação), ambientais (vazão captada e consumo de energia) e sociais (cobertura populacional). Para que fossem dados pesos a esses critérios foram entrevistados por meio de um questionário profissionais que trabalham na área de saneamento em empresas públicas e privadas usuárias do SAA em questão. O critério vazão captada foi o que recebeu maior peso, seguido dos critérios cobertura populacional, custo de implantação e consumo de energia. Após a execução do AHP e obtida a hierarquização das ações de eficiência hidroenergética, chegou-se à conclusão de que a detecção e correção de vazamentos seria a ação prioritária a ser executada, seguida do uso racional da água e, por último, da substituição das adutoras antigas por novas. Com o auxílio do estudo de caso, foi possível perceber que a proposição do AHP aplicado ao Programa Camus irá ajudar na tomada de decisão sobre a escolha das ações de eficiência hidroenergética, avaliando essas ações não somente pelos tradicionais critérios técnicos e financeiros, mas também por critérios do mais diversos tipos, como ambientais e sociais e, ainda, tendo em vista os diferentes interesses dos usuários do SAA. Existindo a possibilidade de ser elaborado um conjunto de diretrizes para o uso eficiente da água e energia no SAA analisado. Palavras-chave: Eficiência hidroenergética. Hierarquização. Multicritérios. AHP. Sistemas de abastecimento de água.

Abstract: The high energy consumption and water loss rates at water supply systems (WSS), mainly in developing countries, like Brazil, show the lack of planning and management that occurs in most of these systems. Therefore it's necessary that actions are taken to improve the hydraulic and energy efficiency of these WSS. The great challenge, however, is to define which actions will bring better results to the system. This difficulty occurs because of the complexity of WSS and because of the variety of criteria that could be used to choose the actions. In order that this analysis become more complete different criteria (technical, financial, social and environmental) must be considered. Besides that, there is the interest of the users of the WSS, like the sanitation services provider, the communities, public agencies, among others, and it's necessary to harmonize these interests. To this end, there are some water and energy conservation programmes proposed, like the Water Conservation for the Sustainable Environment Program (CAMUS), but this one does not address the multicriterial nature envolved at the question. So the objective of this thesis is to propose a Decision Support Analysis, the Analytic Hierarchy Process (AHP), to integrate the CAMUS Program with the objective of insert the complexity of the multicriteria approach for the hierarchy of the hydraulic and energy efficiency actions at the WSS. For this the CAMUS Program was adapted to the AHP and to verify the applicability of the tool, a case study was carried out in part of the WSS of Curitiba, Parana. At the case study, three energy and hydraulic efficiency actions were selected, as the detection and correction of leaks, the rational use of water and the replacement of old water mains. These actions were evaluated through financial (implementation cost), environmental (flow rate and energy consumption) and social (population coverage) criteria. In order to define weights given to these criteria, professional that works in the sanitation area at public and private agencies users of the WSS were interviewed with a questionnaire. The criteria flow rate has received the highest weight, followed by coverage population, implementation cost, and energy consumption consumption. After the implementation of the AHP and the hierarchy of hydraulic and energy efficiency ations, it was concluded that the detection and correction of leaks would be the priorityc action to be carried out, followed by the rational use of water and, finally, the replacement of old water mains. With the case study, it was possible to note that the proposition of the AHP applied to CAMUS Program will help at the decision-making about the choice of the hydraulic and energy efficiency actions, evaluating these actions not only by the traditional technical and financial criteria, but also by criteria of the most diverse types, like environmental and social and also in view of the different interests of the user of the WSS. So there is the possibility of elaborating a set of guidelines for the efficient use of the water and energy in WSS analyzed. Keywords: Hydraulic and energy efficiency. Hierarchy. Multicriteria. AHP. Water supply systems.