New Braunfels Distribuidora - Caso de Sucesso


Por meio de sua abordagem para reduzir as perdas reais de água, uma pequena concessionária do Texas demonstra como usa tecnologia, inovação, e planejamento inteligente para beneficiar a si e aos seus clientes.

NOVA BRAUNFELS, TEXAS, está localizada na área metropolitana de San Antonio. 

Quando a concessionária de água da cidade, New Braunfels Utilities (NBU), decidiu cortar suas perdas de água (aparentes e reais) em 2014, ela embarcou em um programa de monitoramento de vazamento por zonas ao longo de cinco anos usando várias tecnologias para conduzir uma inspeção completa entre os anos 2014 e 2018.

Em 2018, a NBU atendia a uma população de 84.200 por meio de 39.060 conexões de serviço. Foi fornecido ao sistema uma média de 50.300 m3, com um volume líquido de vendas de 41.260 m3. Isso equivale a uma perda de 9.040 m3, ou 18%.

Em 2019, a NBU testou um novo programa usando tecnologia de pesquisa remota por radar via satélite para pré-localizar prováveis vazamentos e determinar a eficácia desta técnica e as suas vantagens econômicas. Para monitorar toda a sua rede de forma contínua, a NBU contratou a Utilis, uma empresa sediada em San Diego, com sede em Israel, que usa dados de satélite de radar de abertura sintética e um algoritmo proprietário para identificar especificamente áreas com umidade do solo em uma profundidade subterrânea que muitas vezes significa vazamentos de água potável. Essas informações foram fornecidas a concessionária para complementar seu programa existente de detecção e reparo de vazamentos.

Pesquisa de monitoramento por zona tradicional

O sistema de água da NBU consiste em 993 kms de rede e uma área de serviço de 228 km2, localizado nos condados de Comal e Guadalupe. Como parte de sua pesquisa de monitoramento de zona tradicional, 20 por cento da quilometragem do sistema era inspecionado por equipes de campo de forma sistemática todo ano. Registradores acústicos foram instalados em vários locais por uma semana para procurar vazamentos de fundo, os sinais acústicos foram analisados em cada local e a equipe da NBU foi enviada para encontrar os vazamentos. Os registradores acústicos foram então movidos para outro local e o processo foi repetido. Esse esforço de cinco anos resultou em 178 vazamentos localizados, ou cerca de 35 vazamentos por ano.

Um vazamento foi encontrado para cada 5.12 kms inspecionados. Ao longo do programa, foi possível identificar 0,14 vazamentos por dia por equipe, que consistia de três técnicos dedicados em tempo integral , além da supervisão e suporte de planejamento.

Para usar esses resultados para determinar o valor da tecnologia, uma métrica de custo por vazamento encontrado foi calculada. A NBU forneceu informações sobre custos e recursos para o esforço tradicional de detecção de vazamentos de 2018. E neste período, dezesseis vazamentos foram encontrados em 249 dias de inspeção. Os custos da equipe, supervisor e equipamentos foram calculados em USD 910  por dia com base nos valores reais do orçamento. A NBU comprou 120 loggers acústicos a $ 1.000 cada, totalizando USD 120.000. Durante o programa de cinco anos, o custo anual dos loggers foi de USD 24.000. Além disso, o custo de um deslocamento de caminhão e equipe, geofones e correlacionadores foi orçado em USD 28.600 por ano. O custo para a NBU de encontrar um vazamento durante 2018 foi de USD 14.160, conforme Tabela 1 abaixo: 

Parâmetro
Valor (USD)
Custo anual do equipamento28.600
Custo ano de capital dos loggers24.000
Custo por equipe/dia910
Dias em campo da equipe249
Custo anual da equipe173.350
Custo total ano225.950
Vazamentos encontrados16
Custo por vazamento encontrato14.160

Tabela 1

Programa de pré-localização por satélite

Antes de executar o programa de pré-localização de satélite, a NBU organizou e testou o fluxo de trabalho para que a concessionária pudesse analisar os resultados de uma perspectiva técnica e de valor. O seguinte processo foi usado para quatro eventos de serviço:

  • Contrato para fornecer quatro imagens de satélite da área de serviço da NBU, distribuídas ao longo do ano.
  • Inspecionar todos os Pontos de  Interesse (de vazamentos) fornecidos pela Utilis usando a equipe da NBU dentro de um período de dois meses (Figura 2).
  • Seguir as melhores práticas de métodos de inspeção de vazamento em campo.
  • Identificar e reparar todos os vazamentos encontrados, calcular a taxa de vazamento durante o reparo e estimar a duração histórica do vazamento.
  • Coletar e codificar todas as informações de vazamento.

Como resultado deste processo rigoroso, os dados estavam disponíveis para determinar a eficácia do serviço da Utilis e também foi possível avaliar o valor e retorno do

investimento ao usar este processo para encontrar vazamentos e reduzir as perdas físicas. 

A Tabela 2 a seguir mostra as métricas de desempenho das quatro imagens de radar e subsequentes atividades de inspeção de vazamento em campo. 


Pontos de InteresseNúmeros de VazamentosNúmero de DiasPontos de Interesse Inspecionados por DiaTotal de kms InspecionadosVazamentos Encontrados p/ DiaVazamentos p/ KmKms Inspecionados p/ Dia
Total8162295614.6281,604.12.084.96

Tabela 2

A principal métrica de desempenho de valor são os vazamentos por dia por equipe encontrados. Quanto mais vazamentos forem encontrados por dia no campo, melhor será o retorno do investimento dos recursos físicos e fiscais. Como pode ser visto na tabela acima, o programa de deteção por satélite atingiu mais de quatro vazamentos encontrados por dia.

Uma métrica secundária é vazamentos por km inspecionado fisicamente. Isso mostra a capacidade técnica do serviço da Utilis para identificar prováveis locais de vazamento e a capacidade da equipe de campo de correlacionar a localização real do vazamento. Conforme a Tabela 2, foram encontrados 2.08 vazamentos por km inspecionado durante este programa.

O custo da NBU para encontrar um vazamento durante o programa da Utilis foi calculado em USD 678. O custo total do serviço foi de USD 155.400 e foram encontrados 229 vazamentos. O custo por dia de equipe foi de USD 990, este valor foi calculado com base na alocação do orçamento real da NBU de mão de obra e custos de equipamento. Todas as outras variáveis foram definidas pelos custos e resultados reais. A Tabela 3 contém os principais parâmetros usados nesses cálculos.

Parâmetro Valor (USD)
Custo do serviço da Utilis100.000
Custo da equipe155.400 (56 x $ 990)
Número de vazamentos encontrados229

Tabela 3

A Tabela 4 compara o desempenho do programa anterior com o programa de pré-localização da Utilis.

Um cálculo sobre o retorno do investimento pode ser feito para determinar o valor global para encontrar e reparar vazamentos. A precisão desta métrica se baseia no cálculo do custo para encontrar um vazamento, o custo marginal de compra e produção de água e a estimativa do tamanho e duração do vazamento. O custo da compra e produção de água é calculado em $ 4,52 por 3,8 m3

Tipo de programaVazamentos Encontrados por DiaVazamentos por km InspecionadoKms Inspecionados por Dia
Ano fiscal 2018 método tradicional da NBU0.060.220.8
Método pré-localização da Utilis4.12.084.96

Tabela 4

Avaliação do vazamento

Existem dois componentes principais na determinação do valor da água perdida devido a um vazamento: taxa de fluxo do vazamento e duração do vazamento. Ambos são difíceis de definir com precisão. A NBU resolveu este desafio determinando o tipo de vazamento quando descoberto e estimando a taxa de vazão de vazamento quando reparado. Os vazamentos são classificados como lado do cliente ou lado da NBU. Neste estudo de pré-localização da Utilis, os vazamentos do lado do cliente foram estimados em média em 3,86 m3/h com base no tamanho típico do intervalo e na pressão do sistema local. Os volumes de vazamento calculados de vazamentos do lado da NBU foram estimados em19,76 m3/h. Alguns dos vazamentos foram facilmente corrigidos durante a inspeção de campo, apertando as conexões dos cavaletes ou válvulas. Esses vazamentos foram fixados em uma taxa de vazamento zero.

Os vazamentos do lado da NBU são visíveis ou não visíveis. A NBU criou essas definições para localizar o valor agregado do programa de satélite para a configuração do sistema particular da concessionária. Vazamentos não visíveis são aqueles considerados impossíveis para encontrar com métodos tradicionais. Esses tipos podem ser vazamentos em áreas rurais, sem conexões, que normalmente não são visitados ou vazamentos ocorrendo em solo rochoso, onde nunca se espera que venham à superfície.

Neste estudo, a duração do vazamento para vazamentos identificáveis foi fixada em 45 dias, ou 1,5 meses, porque as pesquisas de satélite e subsequentes inspeções de campo foram realizadas trimestralmente. Portanto, a duração média de um vazamento, se distribuída uniformemente durante o período de três meses, era a metade desse tempo. Para os vazamentos não identificáveis, a duração foi fixada em 2,5 anos, ou 30 meses. A NBU, historicamente, podia pesquisar e inspecionar apenas 20% de todo o sistema por ano, levando cinco anos para inspecionar todo o sistema. Portanto, a duração do vazamento foi fixada em metade dos cinco anos.

Para estimar o volume de perda de água e, portanto, o valor de consertar o vazamento, a vazão do vazamento foi multiplicada pela duração definida por sua designação. Dos 229 vazamentos identificados, 128 foram do lado do cliente e 101 foram do lado da NBU, com 36 daqueles considerados não identificáveis. Dos 229 vazamentos, 143 foram considerados como tendo uma taxa de vazão de vazamento quantificável. Ao todo, foi calculado que a perda total de água desses vazamentos foi de 190 milhões de litros. Deste total, 5.29 milhões de litros foi devido a vazamentos do lado do cliente, deixando um total de 184.71 milhões de litros de perdas reais de água do lado da NBU. Isso equivale a um valor perdido para a NBU de USD 220.120. O payback simples é de seis meses, já que o custo do serviço completo (quatro imagens) é de USD 100.000.

Outra forma de analisar o valor do programa de satélite é calcular uma relação custo-benefício. A economia com o valor da água foi calculada em USD 220.100. A economia do orçamento operacional foi calculado em USD 146.400 com base na redução da mão de obra e do custo do caminhão caçamba de 249 dias para 56 dias de equipe. Portanto, o benefício total foi de USD 366.500. Isso equivale a uma relação custo-benefício de 3,7.

Comparando-se os dois métodos

Com base na taxa de vazão dos vazamentos identificados no programa de serviço completo, foi calculado que a redução de perda atual foi de 852.390 litros/dia. O programa de satélite reduziu as perdas de 18 para 16,6 por cento durante o período do projeto.

O programa de satélite mostrou ser capaz de identificar 4,1 vazamentos por dia por equipe, em comparação com o método tradicional de 0,06 vazamentos por dia em 2018. Isso é uma melhoria de 70 vezes na eficiência do programa. O programa de satélite mostrou ter um custo 95 por cento menor por vazamento encontrado, em USD 678 contra USD 14.130 para o programa tradicional.

No geral, o programa de satélite em 2019 encontrou 14 vezes mais vazamentos (229) que o programa tradicional em 2018 (16). O programa de satélite atingiu essa meta usando menos de 25% da mão de obra - 56 contra 249 dias de equipe. Os custos totais de mão de obra foram reduzidos de USD 173.350 do programa tradicional para USD 42.900 para o programa de satélite. O impacto geral do orçamento operacional foi reduzido do programa tradicional em 2018 de $ 201.900 para USD 155.500 para o programa de satélite em 2019 (Tabela 5).

ParâmetroAno fiscal 2018 método tradicional da NBUMétodo pré-localização da Utilis
Vazamentos encontrados por dia0.064.1
Número de vazamentos encontrados16229
Custo por vazamento encontradoUSD 14.130USD 678
Dias trabalhados da equipe24956
Custo da equipeUSD 173.350USD 42.900
Orçamento total da operaçãoUSD 201.900USD 155.500
Custo de capitalUSD 24.000USD 0

Tabela 5

A NBU foi capaz de reduzir significativamente sua perda de água física devido a este programa. Todos os vazamentos identificados foram reparados de acordo com seu nível de prioridade; emergências foram corrigidas imediatamente, e os outros foram programados para serem reparadas dentro de uma semana. O serviço de satélite foi um grande sucesso em termos de conservação de água e aumento do nível de serviço para os clientes. O programa terá continuidade neste ano fiscal.