Situação do Saneamento Básico nacional

O saneamento básico é algo fundamental para o desenvolvimento nacional. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), cada US$ 1 investido em água e saneamento representa US$ 4,30 economizados em gastos com a saúde. Apesar dessa constatação, os indicadores de saneamento no país são alarmantes, já que dados indicam que 31,1 milhões de brasileiros (16% da população) não têm acesso à água fornecida por meio da rede geral de abastecimento, 74,2 milhões (37% da população) vivem em áreas sem coleta de esgoto e outros 5,8 milhões não possuem banheiro em casa.

Para que esta realidade se modifique, o Brasil precisa aumentar seus investimentos em saneamento básico, incluindo a aplicação de recursos na automação dos processos de tratamento de água e esgoto, tornando as empresas de saneamento mais produtivas. Este artigo apresenta os princípios básicos da proteção contra surtos para empresas de saneamento, auxiliando os profissionais do setor a evitar falhas causadas por descargas atmosféricas em sistemas de automação.

Descargas atmosféricas e a proteção contra surtos

Descargas atmosféricas são fenômenos naturais, imprevisíveis e incontroláveis que transferem milhares de joules acumulados em nuvens para objetos no solo. Os prejuízos causados pelos raios podem ser avaliados por alguns números apresentados a seguir:

• Descargas atmosféricas são responsáveis por, aproximadamente, 26% das falhas em sistemas fotovoltaicos;
• 70% dos desligamentos em linhas de transmissão e 40% em linhas de distribuição são causados por descargas atmosféricas.

No Brasil, a proteção contra descargas atmosféricas encontra-se em duas normas técnicas, a ABNT NBR 5419:2015 e a ABNT NBR 16785:2019. Os profissionais das empresas de saneamento que trabalham na área elétrica devem estar muito conscientes do conceito de gerenciamento de risco existente na parte 2 da primeira norma. Entre as perdas causadas por uma descarga atmosférica existe a perda de serviço ao público (L2), que determina que o risco de interrupção no fornecimento de água ou na coleta e tratamento de esgoto em uma instalação devido aos efeitos de uma descarga atmosférica deve ser, anualmente, inferior à RT ≤ 10-3 (RT , Risco tolerável)

Cabe aos responsáveis pelo saneamento aplicar a norma ABNT NBR 5419, para que este nível de risco seja obtido, lembrando, neste caso, que as normas ABNT são aplicadas pelo código de defesa do consumidor.

Automação e saneamento

Sistemas de saneamento são extremamente complexos, fornecendo água tratada e coletando esgoto. Desde a captação da água em rios e lagos até a devolução do esgoto tratado, são utilizados processos físico-químicos, nos quais vários fatores, como o tempo do processo e a quantidade de produtos utilizados, devem ser controlados.

Ao contrário do que muitos possam imaginar, uma Estação de Tratamento de Água (ETA), ou Esgoto (ETE) tem a mesma complexidade que uma indústria química, o que, em termos, ela não deixa de ser. Por uma questão de eficiência e produtividade, a automação é utilizada através de inversores de frequência, Controladores Lógicos Programáveis (CLP) e medidores analógicos e digitais. Sem os recursos da automação, incluindo aqui a telemetria, as condições laborais dos trabalhadores no saneamento seriam mais insalubres.

A automação no saneamento básico inicia-se a partir da captação de água, em rios ou lagos, que será levada para uma ETA. Nas estações elevatórias é que ocorre a elevação da água bruta até as ETA, onde a qualidade da água será obtida, tendo a automação um papel importante neste processo.

Através da automação é possível reduzir o fator humano e suas vulnerabilidades na atividade de saneamento. Dentro de uma sala de controle, um único operador pode controlar vários sistemas, acionando ou desligando bombas, com mais segurança e menor custo.

A automação permite reduzir o consumo de energia e as perdas de carga. A telemetria possibilita medir o consumo em tempo real, abastecendo ou transferindo a água de reservatórios no momento ideal, evitando, assim, consumir, por exemplo, energia elétrica em horários de ponta. Por último, mas não menos importante, com a telemetria é possível obter perfis de consumo mais precisos e atualizados, contribuindo para o planejamento da expansão do sistema de saneamento em uma região.

As medidas de proteção contra surtos

Normalmente, muitos profissionais da área elétrica associam a proteção contra descargas atmosféricas à instalação de um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA), o antigo para-raios. Mas, com a publicação da edição de 2015 da norma ABNT NBR 5419, a proteção das linhas elétricas, de energia e de sinal adquiriu relevância e, com isso, foram desenvolvidas as Medidas de Proteção contra Surtos (MPS).

As MPS têm o objetivo de proteger as instalações eletroeletrônicas, de energia ou sinal, contra os efeitos do Impulso Eletromagnético das Descargas Atmosféricas – LEMP (do inglês Lightning Eletromagnectic Impulse). Elas são descritas na parte 4 da norma ABNT NBR 5419:2015 e, basicamente, são as seguintes:

• Aterramento e equipotencialização;
• Roteamento e blindagem dos cabos;
• Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS), instalados de forma coordenada;
• Interfaces isolantes.

Toda instalação de saneamento deve ser aterrada e equipotencializada, conforme os requisitos de diversas normas necessariamente aplicáveis a essas instalações. Devido a grande quantidade de cabos existentes em uma planta de saneamento, o roteamento dos cabos, correspondente ao trajeto dos condutores nas estruturas, deve ser feito minimizando os acoplamentos magnéticos entre os condutores ou entre eles e o canal do raio.

Cabos de sinal blindados são menos suscetíveis às correntes induzidas em geral e as causadas por descargas atmosféricas em particular. Embora um cabo blindado possa representar um custo adicional, a imunidade a ruídos obtida com essa medida torna economicamente viável esta opção. Uma outra alternativa é a utilização de condutos elétricos metálicos lisos e fechados como blindagem, sem que se gaste muito mais com isso, já que eletrocalhas e eletrodutos normalmente já são utilizados em uma instalação elétrica.

A utilização de DPS é uma MPS básica, indicada também na norma de instalações elétricas ABNT NBR 5410. Depois do aterramento, esta seria a MPS mais utilizada, mas que precisa ser compreendida como um complemento à equipotencialização, envolvendo os condutores normalmente energizados. Atualmente, devido a questões de custo e falta de conhecimento, muitos projetistas utilizam DPS apenas nas linhas de energia, deixando desprotegidas as linhas de sinal, o que vai provocar falhas nos Equipamentos de Tecnologia da Informação (ETI), já que as sobretensões transitórias e as correntes de surto se propagam por qualquer condutor metálico, independentemente da sua finalidade.

Normalmente, as interfaces isolantes são utilizadas em sistemas de automação para evitar a propagação de ruídos. Como o LEMP é uma forma de perturbação, a utilização de optoacopladores, cabos de fibra ótica sem estrutura metálica e transformadores isoladores, todos isoladores galvânicos também é citada na norma como uma MPS válida. Mas, devido à relativamente baixa suportabilidade desses elementos ao LEMP, sua utilização, neste caso, deve ser muito bem avaliada.

Embora uma empresa de saneamento possa ter um custo inicial alto para proteger todas as suas instalações contra as sobretensões transitórias, ela poderá investir de forma progressiva, principalmente incorporando as MPS às novas instalações, tornando-as, assim, uma medida obrigatória. Desta forma, a proteção contra surtos representará uma pequena percentagem dos custos de cada sistema implantado, evitando gastos com substituições e reparos, muito mais altos e imprevisíveis. Uma boa política nesta área foi realizada pela Sabesp, que montou uma comissão interna para estudar o assunto, que, posteriormente, publicou um manual de procedimentos internos, orientando todas as suas unidades sobre os melhores procedimentos de proteção contra surtos.

Conclusão

Empresas como a Sabesp e a Sanepar investiram muitos recursos nos últimos anos em saneamento. Através da iniciativa de seus profissionais, as MPS, principalmente a utilização de DPS, foram amplamente utilizadas, e as falhas em sistemas eletroeletrônicos substancialmente reduzidas. A tecnologia, o conhecimento e a exigência normativa já existem, precisando apenas contar com a iniciativa dos profissionais que trabalham com automação nas empresas de saneamento.

Artigo por: Sergio Roberto Santos