Evaluation and potential for water losses reduction in cities of the state of Pernambuco with water scarcity and intermittent supply

Authors

  • Amanda Almeida de Oliveira Figueiredo Universidade de Pernambuco
  • Jaime Joaquim da Silva Pereira Cabral Universidade de Pernambuco
  • Simone Rosa da Silva Universidade de Pernambuco
  • Saulo de Tarso Marques Bezerra Universidade Federal de Pernambuco

DOI:

https://doi.org/10.24221/jeap.8.3.2023.5465.212-225

Keywords:

water resourses, sanitation, water supply system, water losses, performance indicators, hydraulic effiency, intermittent suppy

Abstract

Several cities in the Northeast of Brazil have prolonged periods of drought and water scarcity. Thus, these cities adopt intermittent water supply as an alternative to save water during periods of drought. Despite this situation, the rate of water loss exceeds 50%. Therefore, more than half of all treated water supplied to these cities was lost. This study analyzed the water distribution system of the cities of Caruaru and Salgueiro (Pernambuco), proposing alternatives to mitigate the effects of water scarcity and intermittent supply with the reduction of water losses. The research methodology consisted of data collection, database statistics analysis, calculating of performance indicators, and results comparisons. From 2012 to 2016, water losses were 72.25 million m³ in these cities, which represents approximately 50% of the water produced by the sanitation company. The water loss index in Caruaru was over 50% for several months and, it exceeded 25% over the entire period in Salgueiro. The results have demonstrated the potential for the implementation of loss control programs; besides, intermittency supply has detrimental impacts on the physical integrity of water mains, culminating in an ineffective rationing measure.

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Author Biographies

Amanda Almeida de Oliveira Figueiredo, Universidade de Pernambuco

Mestre e Engenheira Civil pela Escola Politécnica de Pernambuco na Universidade de Pernambuco (UPE). Atuou como bolsista de mestrado e extensão pela FACEPE e em iniciação científica pelo PFA e PBIC na área de recursos hídricos. Profissional com compreensão em português, inglês e francês, tendo 6 anos de experiência relacionadas à projetos de arquitetura, monitorização de obras, relatórios de inspeção predial, utilização de softwares de computador (AutoCAD, MS Office, Revit), relatórios de impacto ambiental de projeto e construção, resolução problemas técnicos e contato atendendo clientes.

Jaime Joaquim da Silva Pereira Cabral, Universidade de Pernambuco

Engenheiro Civil pela Universidade Federal de Pernambuco, Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro, PhD em Métodos Computacionais Aplicados à Engenharia - Wessex Institute of Technology (Inglaterra), Pós-doutorado pela Universidade do Mississippi (USA) e Livre Docente pela Universidade de Pernambuco. Professor Associado da Universidade de Pernambuco (UPE) e professor Titular da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Tem experiência em Recursos Hídricos (Água Subterrânea e Drenagem Urbana) e em Métodos Numéricos aplicados à engenharia. Nos últimos anos tem atuado principalmente nos seguintes temas: manejo sustentável de águas pluviais urbanas, salinização de água subterrânea, subsidência de solos devido à explotação de aqüíferos, revitalização de rios urbanos, gestão de bacias hidrográficas, e modelagem computacional.

Simone Rosa da Silva, Universidade de Pernambuco

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1989), mestrado em Engenharia Civil pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas da UFRGS (1993) e doutorado em Engenharia Civil com ênfase em Recursos Hídricos e Tecnologia Ambiental pela Universidade Federal de Pernambuco (2006). Atualmente é Professora Associada da Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco, docente permanente do Mestrado em Engenharia Civil e Secretária Executiva de Recursos hídricos de Pernambuco. As principais áreas de atuação são hidrologia, gestão de recursos hídricos e segurança de barragens.

Saulo de Tarso Marques Bezerra, Universidade Federal de Pernambuco

Professor Associado do curso de Engenharia Civil e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental do Campus Agreste da Universidade Federal de Pernambuco - UFPE. Possui graduação em Engenharia Civil, mestrado em Engenharia Civil e Ambiental, e doutorado em Engenharia Mecânica, ênfase em Automação. Tem experiência na área de Engenharia Hidráulica, atuando principalmente nos seguintes temas: projeto, modelagem computacional e calibração de sistemas de distribuição de água; técnicas de otimização; eficiência energética e hidráulica de sistemas de abastecimento de água; gestão da demanda e uso racional de água no meio urbano. Nos últimos cinco anos, orientou cerca de 50 estudantes em trabalhos de conclusão de curso, iniciação científica, mestrado e doutorado. Autor de mais de 150 publicações técnico-científicas, que incluem livros, capítulos de livros, e artigos em revistas e congressos. Autor do livro "Perdas de Água: Tecnologias de Controle", financiado pela Eletrobrás no âmbito do PROCEL SANEAR. Atualmente, coordena projetos de pesquisa financiados com recursos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia de Pernambuco (FACEPE), e da Companhia Pernambucana de Saneamento (COMPESA). Dentre as atividades de inovação e popularização de C&T, destaca-se a atuação em projetos de desenvolvimento tecnológico com companhias de saneamento e a participação como instrutor de cursos de atualização técnica oferecidos a profissionais do setor de água.

References

Agathokleous, A.; Christodoulou, S. 2016. Vulnerability of urban water distribution networks under intermittent water supply operations. Water Resources Management, 30, 13, 4731-4750. https://doi.org/10.1007/s11269-016-1450-3.

Al-Washali, T.; Sharma, S.; Kennedy, M. 2016. Methods of assessment of water losses in water supply systems: a review. Water Resources Management, 30, 4985-5001.

https://doi.org/10.1007/s11269-016-1503-7

Bezerra, S. T. M.; Pertel, M.; Macêdo, J. E. S. 2019. Avaliação de desempenho dos sistemas de abastecimento de água do Agreste Brasileiro. Ambiente Construído, 19, 3, 249-258. https://doi.org/10.1590/s1678-86212019000300336

Brasil. Ministério das Cidades (MCIDADES); Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental (SNSA). 2018. Sistema nacional de informações sobre saneamento – SNIS: diagnóstico dos serviços de água e esgotos – 2016. SNSA & MCIDADES, Brasília. 212p. Disponível em: https://www.gov.br/mdr/pt-br/assuntos/saneamento/snis/diagnosticos-anteriores-do-snis/agua-e-esgotos-1/2016 . Acesso em: maio 9, 2023.

Brasil. Serviço Geológico do Brasil (CPRM). 2005a. Projeto cadastro de fontes de abastecimento subterrâneas: diagnóstico do município de Caruaru. CPRM & PRODEEM, Recife. 24p.

Brasil. Serviço Geológico do Brasil (CPRM). 2005a. Projeto cadastro de fontes de abastecimento subterrâneas: diagnóstico do município de Salgueiro. CPRM & PRODEEM, Recife. 24p.

Britto, A. L. et al. 2011. Panorama do saneamento básico no Brasil: avaliação político-institucional do setor de saneamento básico. Ministério das Cidades, Brasília, IV. 537p.

Cambrainha, G. M. G.; Fontana, M. E. 2015. Análise da aplicação de investimentos em perdas de água no nordeste brasileiro. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, 19, 2, 983-994. https://doi.org/105902/2236117015520

Charalambous, B.; Liemberger, R. 2017. Chapter 5 - Understanding water losses in the context of IWS. In: Charalambous, B.; Laspidou, C. Dealing with the complex interrelation of intermittent supply and water losses. IWA Publishing, London. 161p.

Danilenko, A.; Berg, C. Van Der. 2011. The IBNET water supply and sanitation blue book. The World Bank, Washington. 176p.

Dutra, R. H. de A.; Oliveira, A. L. 2017. Utilização de válvulas redutoras de pressão no controle de perdas em redes de abastecimento de água. Revista DAE, 65, 208, 122-134. https://doi.org/10.4322/dae.2017.011

Erickson, J. J.; Smith, C. D.; Goodridge, A.; Nelson, K. L. 2017. Water quality effects of intermittent water supply in Arraiján, Panama. Water Research, 114, 338-350. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.02.009

European Commission. 2015. EU reference document good practices on leakage management. WFD CIS WG PoM, European Union. 117p.

Figueiredo, A. de O. 2019. Redução de Perdas na Rede de Abastecimento de Água em Cidades do Semiárido no Agreste de Pernambuco. Dissertação de Mestrado, Universidade de Pernambuco. Recife, Pernambuco, Brasil. 155p.

Galaitsi, S. E.; Russell, R.; Bishara, A.; Durant, J.; Bogle, J.; Huber-Lee, A. 2016. Intermittent domestic water supply: causal-consequential pathways. Water, 8, 274, 1-25. https://doi.org/10.3390/w8070274

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). 2017. Abastecimento diário de água é menor no Nordeste. Disponível em: https://agenciadenoticias.ibge.gov.br/agencia-noticias/2012-agencia-de-noticias/noticias/18290-abastecimento-diario-de-agua-e-menor-no-nordeste. Acesso em: novembro 18, 2018.

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). 2010. Censo Demográfico - 2010. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/. Acesso em: setembro 19, 2017.

Kumpel, E.; Nelson, K. L. 2013. Comparing microbial water quality in an intermittent and continuous piped water supply. Water Research, 47, 14, 5176-5188. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.05.058

Laspidou, C. et al. 2017. Chapter 3: Root causes and implications of IWS. In: Charalambous, B.; Laspidou, C. Dealing with the complex interrelation of intermittent supply and water losses. IWA Publishing, London. 161p.

Laspidou, C.; Spyropoulou, A. 2017. Chapter 2: Global dimensions of IWS – number of people affected worldwide. In: Charalambous, B.; Laspidou, C. Dealing with the complex interrelation of intermittent supply and water losses. IWA Publishing, London, 161p.

McKenzie, R. S. 2016. The dangers of intermittent supply as a measure to save water in South Africa. In: Conference of The Institute of Municipal Engineering of Southern Africa (IMESA) Proceedings, East London, UK, 80, 147-151. Disponível em: https://www.imesa.org.za/wp-content/uploads/2016/11/Paper-15-Ronnie-McKenzie-The-dangers-of-intermittent-supply-as-a-measure-to-save-water-in-South-Africa.pdf. Acesso em: agosto 09, 2018.

Pertel, M.; Azevedo, J. P. S.; Volschan Junior, I. 2016. Uso de indicadores de perdas para seleção de um benchmarking entre as companhias estaduais de serviço de distribuição de água no Brasil. Engenharia Sanitária e Ambiental, 21, 159-168. https://doi.org/10.1590/S1413-41520201600100120418

Solgi, M.; Haddad, O. B.; Seifollahi-Aghmiuni, S.; Loáiciga, H. A. 2015. Intermittent Operation of Water Distribution Networks Considering Equanimity and Justice Principles. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice, 6, 4, 1-11. https://doi.org/10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000198

Tardelli Filho, J. 2006. Controle e redução de perdas. In: Tsutyia, M. T. Abastecimento de água, 3 ed, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo. 643p.

Tardelli Filho, J. 2016. Aspectos relevantes do controle de perdas em sistemas públicos de abastecimento de água. Revista DAE, 201, 1-15. https://doi.org/10.4322/dae.2015.012

Taylor, D. D. J.; Slocum, A. H.; Whittle, A. J. 2018. Analytical scaling relations to evaluate leakage and intrusion in intermittent water supply systems. PLOS ONE, 13, 5, 1-22. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0196887

World Health Organization (WHO); United Nations Children’s Fund Publications (UNICEF). 2000. Global water supply and sanitation assessment 2000 report. WHO & UNICEF, Geneva. 80p.

Published

2023-08-23

How to Cite

Figueiredo, A. A. de O., Cabral, J. J. da S. P., Silva, S. R. da, & Bezerra, S. de T. M. (2023). Evaluation and potential for water losses reduction in cities of the state of Pernambuco with water scarcity and intermittent supply. Journal of Environmental Analysis and Progress, 8(3), 212–225. https://doi.org/10.24221/jeap.8.3.2023.5465.212-225