Nos próximos anos, empresas de engenharia com experiência em projetos elétricos para saneamento básico serão cada vez mais importantes no Brasil. E a engenharia elétrica para saneamento terá um papel fundamental na universalização do acesso à água e ao esgoto.
Isso porque o novo marco regulatório do saneamento básico, aprovado em junho de 2020 pelo Senado Federal, permite que empresas privadas operem no setor.
A expectativa é que a abertura do mercado de saneamento ao capital privado amplie a oferta de água potável e de esgoto tratado aos brasileiros.
Consequentemente, deve crescer no país o número de obras como a implantação de Sistemas de Abastecimento de Água (SAAs) e Esgotamento Sanitário (SESs).
São obras de grande porte que precisam de infraestrutura elétrica específica para serem realizadas.
Por isso, empresas como a OMS Engenharia, que possui experiência sólida em projetos elétricos para saneamento básico, precisarão ser contratadas para elaborar planejamentos que garantam eficiência em consumo de energia, tempo e custo.
Veremos neste post os detalhes sobre o que um projeto elétrico para saneamento básico deve prever para atender às necessidades do novo marco regulatório do setor.
O novo marco regulatório e os projetos elétricos para saneamento básico
De acordo com o Ministério da Economia, 101 milhões de brasileiros não possuem esgoto tratado.
Além disso, 35 milhões de pessoas estão desconectadas de uma rede de água encanada.
Em consequência disso, a Organização Mundial de Saúde (OMS) estima que 15 mil de brasileiros morram. E 350 mil sejam internados, anualmente, por doenças relacionadas à falta de saneamento básico.
O Plano Nacional de Saneamento Básico tem como meta levar água e esgoto a toda população até 2033. Mas o Governo Federal estima que, para isso, precisará investir de 500 a 700 bilhões de reais em obras de ampliação envolvendo engenharia elétrica de saneamento.
Para aumentar a oferta de capital e impulsionar obras no setor, o novo marco legal permite que empresas privadas concorram com operadoras estatais à prestação de serviços de saneamento.
Inicialmente, as licitações abertas ao capital privado devem ocorrer nas cidades onde não há nenhum tipo de saneamento. Com posterior abertura da livre concorrência a todas as regiões.
O governo espera que o marco regulatório do saneamento estimule empresas privadas a investirem em novas redes. E, assim, seja ampliado o acesso, reduzindo o déficit no tratamento de água e esgoto. Este é causado especialmente pelo custo elevado das obras no setor.
Com novas obras surgindo, a engenharia elétrica para saneamento básico deve crescer, e muito. Bem como, espera-se, a qualidade de vida dos brasileiros.
Grandes obras exigem grandes projetos elétricos para saneamento básico
Nos projetos elétricos para obras de saneamento, dimensiona-se o fornecimento ideal de energia para abastecer ampliações em redes de água e esgoto.
Afinal, plantas de tratamento, coleta ou elevação de esgoto e água dependem de equipamentos movidos a eletricidade, como bombas elétricas, quadros elétricos e condutores.
Para garantir essa infraestrutura de abastecimento, um projeto elétrico de saneamento deve prever, essencialmente:
• O dimensionamento dos motores elétricos para acionar equipamentos. Como bombas hidráulicas (utilizadas para elevar água até reservatórios de tratamento ou distribuição).
• Se haverá necessidade de instalar grupos motores-geradores para atividades que não podem parar em caso de apagões.
• O planejamento dos quadros de distribuição energia, circuitos de abastecimento e potência de condutores. Entre outros componentes elétricos necessários a obras de grande porte.
“Partindo do levantamento de cargas e do dimensionamento desses equipamentos, a OMS Engenharia elabora projetos elétricos que possibilitam a execução de obras de saneamento com tranquilidade” – diz Henrique Dariva, engenheiro-eletricista da OMS.
O que os projetos elétricos para saneamento básico devem prever?
Projetos de abastecimento elétrico para obras de saneamento são semelhantes aos de indústrias que utilizam grandes motores e bombas hidráulicas.
Portanto, assim como nas indústrias, seguem etapas como:
• Avaliação da energia elétrica disponibilizada pela rede elétrica no local da obra.
• Dimensionamento e determinação de cargas das máquinas e motores a serem implantados.
• Setorização das cargas em circuitos com quadros de distribuição de energia.
• Projeto de entrada de energia para alimentar os diferentes setores das obras de implantação de Sistemas de Abastecimento de Água (SAAs) e Esgotamento Sanitário (SESs).
• Cálculo de demanda a ser contratada e suprimento de energia para garantir a execução da obra de saneamento e a manutenção das estações de água e esgoto. Vejamos esses itens com maiores detalhes.
Projeto de suprimento de energia
De onde virá a energia para a obra de saneamento? Há redes elétricas que oferecem eletricidade de qualidade no local? Como será o acesso a elas?
Essas são as perguntas fundamentais quando projetamos o suprimento de energia para um sistema de água ou esgoto.
Por isso, o projeto elétrico para saneamento começa com o levantamento dos dados técnicos no local da obra. Isso para avaliar as condições de fornecimento de energia elétrica. E até mesmo realizar contatos com a concessionária local para negociar a viabilidade do fornecimento.
Em muitas obras de saneamento básico, será necessário implantar grupos motores-geradores. Inclusive redundantes, para garantir energia ininterrupta, mesmo em caso de apagões.
O projeto de fornecimento de energia também precisa dimensionar as subestações de energia. São sistemas que contam com transformadores para rebaixar ou elevar a tensão de entrada em relação a tensão de consumo da energia.
Nesse quesito, é preciso definir a capacidade de carga e o tipo de subestação de energia, que pode ser em plataforma, uma estação abrigada, contêiner ou cabine blindada.
Subestações, geradores e transformadores de energia são dimensionados e representados por diagramas com especificações de tipo, instalação, potência e localização.
Naturalmente, além de determinar como será a oferta de eletricidade, o projeto elétrico de saneamento trará o cálculo da demanda de energia a ser contratada.
E essa definição depende essencialmente do dimensionamento dos motores, quase sempre de grande porte, que serão utilizados na estação de tratamento de água ou esgoto.
Dimensionamento de Motores
O projeto deverá dimensionar os motores elétricos. Isso porque são eles que acionam equipamentos vitais aos sistemas de saneamento. Como as bombas hidráulicas, utilizadas para levar a água ou esgoto aos reservatórios de tratamento e distribuição.
“Projetamos o dimensionamento, o acionamento através de soft starters, inversores e os condutores que vão alimentar esses motores elétricos” – explica o diretor da OMS Engenharia, Mauro Costa.
Vejamos alguns dos principais motores utilizados em SAAs e SEEs. E que precisam ser dimensionados nos projetos elétricos para obras de saneamento.
→ Motores em projetos elétricos para Sistemas de Abastecimento de Água (SAAs)
Booster
É usado para reforçar a pressão na rede de distribuição de água. O booster é instalado em um gabinete metálico. E deverá ser protegido contra sobrecargas e curto-circuito.
Além de dimensionar o equipamento e definir as proteções necessárias, o projeto elétrico para saneamento já pode prever a correção do fator de potência para bombas acima de 5CV.
Elevatórias de água com bombas de eixo horizontal/vertical
São bombas que têm como finalidade o recalque da água para reservatórios ou redes de distribuição. Elas são divididas em duas:
• as motobombas submersas, que são instaladas abaixo do nível da água do poço de sucção
• e as motobombas não submersas são instaladas acima do nível de sucção.
As motobombas não submersas deverão ter uma proteção contra sucção negativa e possuir sistema de proteção contra curto-circuito e sobrecarga.
O projeto elétrico de saneamento também deverá prever a correção do fator de potência para bombas acima de 5CV.
→ Motores em projetos elétricos para Sistemas de Esgotamento Sanitário (SESs)
Elevatória de esgoto
A elevatória de esgoto é composta por motobombas submersíveis.
Estas têm a finalidade de recalcar o esgoto bruto para uma estação de tratamento ou leitos de secagem.
O projeto elétrico pode prever motobombas com um sistema de alarme via linha telefônica, modem ou celular. Esse sistema avisa os operadores quando o sistema estiver com falta de energia. Também ser o nível crítico do poço de sucção for atingido.
As elevatórias de esgoto também precisam ser projetadas com proteção contra curto-circuito e sobrecarga.
Sistema de recirculação e excedente de lodo
É um sistema composto por uma motobomba submersível que tem a finalidade de realizar o recalque do lodo dos filtros da ETE para o canal de entrado do esgoto ou para o leito de secagem.
Deve ter proteção contra curto-circuito, sobrecarga, para falta de fase, sinalização contra falhas e ainda mostrar o tempo de funcionamento de cada equipamento.
Elevatório de lodo
Tem como finalidade o bombeamento do lodo dos filtros de uma estação de tratamento de esgoto para o leito de secagem ou para o sistema de secagem e inertização.
Precisa ter proteção contra curto-circuito, sobrecarga e também deve avisar quando há falha, nos níveis mínimo e máximo.
Grade mecanizada e esteira transportadora
Retém os materiais sólidos na entrada da estação de tratamento de esgoto, viabilizando a limpeza e retirando os materiais da grade de forma automática.
A grade remove o material e deposita na esteira de transporte.
A esteira transportadora leva o material retirado e deposita em uma caçamba de lixo.
O projeto elétrico da obra de saneamento deve prever a proteção contra curto-circuito, sobretorque, sobrecarga e esteira desalinhada.
Agitador/mixer
É um equipamento que deve ser instalado em reservatórios ou poços de sucção. Ele serve tanto para o tratamento de água, quanto para o sistema de esgoto.
No sistema de água, o agitador homogeneíza a mistura da água/lodo e evita a concentração do lodo e de materiais sólidos na sucção da motobomba.
No reservatório de lodo, evita a homogeneização da mistura lodo/água, que vem do tratamento do esgoto. Esse requisito é importante para o bom funcionamento do sistema de secagem e desidratação do lodo.
Além o dimensionamento de carga, o projeto elétrico de saneamento define a melhor proteção contra curto-circuito, sobrecarga e queda de fase.
Correção do Fator de Potência: fator importante em projeto elétrico para saneamento básico
Além dos equipamentos que citamos, existem outras cargas e motores que são dimensionados para o funcionamento de equipamentos em SAAs e SEEs.
É o caso de compressores e sopradores de ar, desarenadores, floculadores, dosadores, secadores e raspadores.
Muitos desses grandes motores acionados por energia elétrica geram energia reativa. E esta pode o ocasionar o baixo fator de potência.
Trata-se de um distúrbio que causa elevação no consumo de energia. Esse distúrbio é muito comum em indústrias e obras com máquinas potentes.
O projeto de infraestrutura elétrica para obras de saneamento já pode prever a correção do fator de potência com a utilização de bancos de capacitores junto às cargas mais robustas – normalmente motores com mais de 5VC de potência – descrevendo as especificações e os locais de instalação dos capacitores.
Circuitos de força e iluminação
Além do dimensionamento de cargas e motores, projetos elétricos para obras de saneamento básico devem conter a descrição dos circuitos de força que alimentarão toda a infraestrutura elétrica.
Os projetistas precisam determinar como serão e onde estarão os quadros de comando e distribuição de energia aos variados circuitos.
Da mesma forma, o projeto elétrico costuma indicar itens como: função, potência, tensão, bitolas dos condutores e eletrodutos (mm).
Além de proteções e tipo de acionamento de todos os elementos que farão parte da rede de distribuição do sistema que alimentará a obra de saneamento básico.
Também a distribuição e os circuitos de iluminação de áreas externas e internas são dimensionados e representados em diagramas no projeto.
Projeto de SPDA e aterramentoda infraestrutura elétrica de saneamento
Toda obra de engenharia elétrica para obras de saneamento deve conter um sistema de aterramento representado com diagramas que especificam as interligações dos pontos de aterramento, número de hastes, bitola da malha e profundidade.
O aterramento é vital em qualquer tipo de obra de engenharia. Isso porque diminui variações de tensão, mitiga fugas de energia e evita choques elétricos.
Além de aterramento, projetos elétricos de plantas de saneamento precisam contemplar um SPDA – Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas.
Também conhecido como para-raios, o SPDA protege pessoas, máquinas e instalações contra descargas atmosféricas.
SPDAs modernos, como aqueles com para-raios ionizantes, cobrem inclusive áreas externas, sendo bastante adequados a obras em campo aberto.
Plantas e projeto executivo de elétrica para saneamento básico
O projeto elétrico de saneamento reúne desenhos técnicos para as variadas áreas dos Sistemas de Esgotamento Sanitário e Abastecimento de Água.
Os setores das obras de saneamento são consolidados no projeto executivo. E este envolve a elaboração de uma série de plantas de situação e detalhes, Nelas, os equipamentos e a infraestrutura elétrica são representados por diagramas.
São exemplos de plantas e detalhes comuns:
• Planta de localização de áreas
• Plantas de situação de área
• Perfil hidráulico ou esquemático
• Diagrama unifilar geral da entrada de energia
• Plantas de situação específica de força, comando, aterramento e iluminação.
• Detalhes de pontos específicos e desenhos dos quadros de energia.
• Projetos de automação e interligação com CCO’s.
• Projetos de comunicação e rádio enlaces.
Na fase final, os desenhos detalhados da instalação são integrados aos demais projetos da obra. Como o hidráulico e o civil. Isso para compatibilizar interferências entre eles.
O projeto elétrico para saneamento deve primar pela minimização de custos de materiais. Também de manutenção e operação das estações de água e esgoto.
Relatório de custos, memorial descritivo e avaliação de SAAs e SESs
→ Fundamental nas obras de saneamento, o memorial descritivo é um relatório técnico que descreve as características do sistema elétrico atual de SAAs e SESs. E detalha como elas serão após a execução do novo projeto.
Portanto, nos casos de retrofit ou ampliação de redes e estações de água e esgoto, o memorial irá detalhar a situação existente. Para isso, informará o que permanecerá em operação e o que será desativado.
O registro é complementado pela descrição do projeto elétrico que será realizado, prevendo:
• o cálculo de demanda a ser contratada
• o dimensionamento das estruturas e suas cargas
• como será a entrada de energia
• circuitos de força e todos os setores do projeto executivo.
→ Além do memorial descritivo, a OMS Engenharia realiza o relatório detalhado dos materiais e serviços que serão necessários para a execução do projeto elétrico de saneamento.
A previsão de materiais (com especificação técnica) e dos serviços a serem realizados é projetada para cada setor dos SAAs e SESs. Como: captação, elevação, adução, tratamento, reservatórios e outros.
Desta forma, os custos e prazos são determinados com maior precisão.
→ Nos casos de ampliações em sistemas de água e esgoto já existentes, a engenharia para saneamento é fundamental para realizar a avaliação da estrutura em operação.
O levantamento de dados no local da obra é crucial para efetuar o diagnóstico da situação atual de SAAs e SESs.
A execução dessa avaliação técnica possibilita estudos de viabilidade econômica do investimento. Isso gera maior segurança às empresas que decidirem injetar recursos no setor de saneamento básico.
Experiência da OMS Engenharia em projetos elétricos para saneamento básico
Atendendo grandes clientes industriais e empresas públicas e privadas em várias regiões do Brasil, a OMS Engenharia possui sólida experiência em projetos de infraestrutura elétrica para saneamento básico.
No Paraná, realiza atualmente projetos elétricos para várias obras da Companhia de Saneamento do Paraná, a Sanepar.
Por isso, sabe o que é necessário para viabilizar a engenharia para saneamento. E está pronta para auxiliar empresas públicas ou privadas que venham a realizar obras a partir do novo marco legal do saneamento básico.
“Estamos preparados para realizar grandes projetos de saneamento básico. E acreditamos que, com o novo marco legal, poderemos contribuir para que o Brasil atinja a meta de universalizar o acesso a esgoto tratado e água potável até 2033” – diz Osmar Costa, sócio da OMS Engenharia.
→ Conte conosco para projetar e executar as instalações elétricas de suas obras de saneamento com segurança, eficiência e agilidade. Contate a OMS Engenharia aqui ou no whatsApp. Teremos prazer em ajudá-lo a desenvolver seu projeto! Abraço e até breve!