Determinação de regras de uso de água da chuva visando a minimização de custos com tarifas de contigência

Abstract

A escassez hídrica é uma realidade para diversas regiões do Brasil e do Planeta, apresentandose como um problema cada vez mais recorrente devido, dentre outros fatores, ao crescente desequilíbrio entre oferta e demanda por água, oriundo de consumos excessivos aliados ao elevado crescimento populacional das últimas décadas. O aproveitamento da água da chuva, para fins não potáveis, é uma das principais alternativas adotadas pelos usuários no combate à crise hídrica. As companhias de saneamento, por sua vez, buscam incentivar a redução do consumo de água potável por meio da aplicação de tarifas de contingência na conta de água. Sendo assim, esta pesquisa explora as duas técnicas citadas, a partir da criação de regras de uso para a água da chuva armazenada em reservatórios, visando à economia de água potável aliada a benefícios econômicos na conta de água do consumidor. Devido à recente crise hídrica oriunda dos baixos níveis do Sistema Cantareira, a aplicação metodológica foi realizada para a cidade de São Paulo, tendo como base a série histórica da estação pluviométrica Mirante Santana e o sistema de cobrança de tarifas de contingência adotado pela SABESP entre 2015 e 2016. A criação das regras de uso foi baseada em seis parâmetros julgados influentes no consumo de água ao longo do tempo: nível de água observado no reservatório, período do mês, período do ano, precipitação média mensal histórica, consumo acumulado de água da chuva ao longo do mês e previsão de chuva. Para a criação de tais regras, foram realizadas simulações por meio de séries sintéticas, nas quais diferentes conjuntos de percentuais de redução de uso da água do reservatório foram aplicados sobre o consumo diário de água da chuva, de acordo com os parâmetros analisados, tendo como critério de avaliação o custo total anual com a conta de água obtido para cada combinação. O estudo mostrou que a adoção de regras de uso pode ser vantajosa em termos econômicos para situações nas quais a residência dispunha de reservatório no período anterior à aplicação das tarifas, devido à maior dificuldade de atingir o consumo mensal de referência, reduzido nestes casos. Os melhores resultados, testados no ano crítico de 2014, apresentaram economias na faixa de 3 a 5%, influenciados, principalmente, por reduções de consumo nas seguintes situações: para níveis reduzidos de água no reservatório, no período final de cada mês, em meses historicamente menos chuvosos, para consumos acumulados situados em faixas de cobrança de multas aliados a ausência de precipitação, e para volumes moderados de previsão de chuva.

The water scarcity is a reality for several regions of Brazil and the Planet, presenting itself as an increasingly recurrent problem, among other factors, due to the growing imbalance between supply and demand for water, originated from excessive consumption combined with high population growth in the last decades. The rainwater harvesting for non-potable purposes is one of the main alternatives used against water scarcity. Water sanitation companies, in its turn, encourage the reduction of potable water consumption applying contingency fees in the water bill. In this concern, the research explores the two cited techniques (rainwater harvesting and contingency fees) to propose rules for rainwater use. This rules aim for saving potable water and consequently economic benefits in the consumer water bill. Due to the recent water crisis caused by low water volume in the Cantareira Water System, the methodology application was carried out for the São Paulo city, based on the historical series of the Mirante Santana rainfall station and the contingency fees adopted by SABESP between years 2015 and 2016. The propose for rules was based on six parameters that have influence in the water consumption over time: reservoir water level, time in the month, time in the year, historical average monthly precipitation, cumulative rain water consumption in month and rain forecast. For the rules optimization, simulations were carried out using synthetic rainwater series. The simulations adopted different sets of percentages of water use reduction (rules) for the daily rainwater consumption, according to the analyzed parameters; the target was minimize the annual sum water bill cost for each simulation. The research showed that the adoption of rules of use may be economically advantageous for situations in which the consumer had rainwater harvesting system before of the application fees period, due to the difficulty for reach the monthly reference consumption. The best results, tested in the critical year of 2014, presented savings in the range of 3% to 5%, mainly influenced by water consumption reductions indicated by the rules in the following situations: for low water levels in the reservoir, on the last days of the month, in months with few precipitation, for cases where fines was applied when potable water consumption overcame the limit and have no precipitation forecasting, and for moderate precipitation forecast volumes.