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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2019.tde-17112021-191506
Documento
Autor
Nome completo
Raquel de Castro Rodrigues Lima
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Paz, Lyda Patricia Sabogal (Presidente)
Guimarães, Ester Feche
Ventura, Katia Sakihama
Título em português
Avaliação econômica das tecnologias de filtração direta aplicada ao tratamento de água para abastecimento de pequenas populações
Palavras-chave em português
Custos
Filtração direta
Pequenas comunidades
Resíduos
Resumo em português
Embora os avanços em saneamento no Brasil nos últimos anos tenham sido significativos, a situação atual ainda está longe do desejável. Devido à falta de economia de escala, também existe pouco interesse em obras de saneamento em pequenas comunidades, onde boa parte da população brasileira reside. Portanto, para melhor guiar os investimentos na área, é necessário se avaliar os aspectos econômicos de novos sistemas de abastecimento de água. Nesse sentido, a pesquisa visa avaliar e comparar os aspectos econômicos de sistemas de tratamento de água por filtração direta e gerenciamento dos resíduos produzidos nas Estações de Tratamento de Água (ETAs), e escolher a tecnologia mais viável economicamente dado um cenário escolhido pelo usuário. Para isso foram usados 27 projetos anteriores projetados por Sabogal Paz (2007). Esses projetos consideram diferentes combinações de tecnologias de tratamento de água e de gerenciamento dos resíduos. Para alguns métodos construtivos usados por Sabogal Paz (2007) nos processos unitários, foram propostos métodos alternativos visando a redução dos custos e aumento da disponibilidade de materiais dos materiais de construção para pequenas comunidades. Em seguida, foram determinados os quantitativos de investimento inicial e de funcionamento para todas as 30 alternativas analisadas, considerando 3 diferentes vazões (10, 20 e 40 L/s). Com isso, os dados foram usados para determinar equações que relacionam a vazão com os valores dos quantitativos. Por fim, foi desenvolvida uma ferramenta computacional (planilha em Excel) para realizar a seguinte rotina de cálculo. Os dados de entrada do programa são vazão de projeto (entre 10 e 40 L/s), período de projeto, taxa de retorno, tipo de coagulante desejado, custos unitários de todos os quantitativos, e índices para considerar custos de contingência (como benefícios e despesas indiretas), benefícios para os trabalhadores (de acordo com as leis sociais) e atualização dos custos ao longo de tempo. Como padrão, o programa considera os custos unitários da base de dados do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil – SINAPI (CAIXA, 2019). Para quantitativos inexistentes no SINAPI, foram utilizados custos unitários orçados por Sabogal Paz (2007) em empresas especializadas (atualizados para janeiro de 2019). Os dados de saída são: os valores dos quantitativos e seus respectivos custos, os custos de cada processo unitário, o valor presente de cada uma das 30 alternativas analisadas, gráficos comparativos, análise dos resultados e recomendações. A principal contribuição do trabalho é a ferramenta computacional que permite a seleção da tecnologia mais viável economicamente para o tratamento de água e o gerenciamento dos resíduos. O trabalho também contribui para a expansão de conhecimento em relação aos custos de tratamento de água e dos resíduos em pequenas comunidades brasileiras. A pesquisa também auxilia o trabalho de engenheiros projetistas brasileiros e de tomadores de decisão, guiando os investimentos em saneamento no país. A ferramenta computacional está, atualmente, em processo de registro junto à Agência USP de Inovação.
Título em inglês
Economic evaluation of direct filtration technologies applied to water treatment for small populations
Palavras-chave em inglês
Costs
Direct filtration
Residuals
Small communities
Resumo em inglês
Although the advances in sanitation in Brazil in recent years have been significant, the current situation is still far from the desirable. Because of the lack of economies of scale, there is also little interest in water treatment facilities for small communities, where a great amount of the Brazilian population lives. So, to better guide the investments in the field, it is necessary to assess the economic aspects of new water systems. In this sense, this research intends to assess and compare the economic aspects of direct filtration and residuals management systems and choose the most cost-effective technology in a scenario input by the user. For this, I used 27 previous projects from Sabogal Paz (2007). These projects considered different combinations of water treatment and residual management technologies. For some constructive methods used in the unit processes by Sabogal Paz (2007), I proposed an alternative one aiming at reducing costs and increasing availability for small communities. Next, I determined the capital and operational inventory quantities for all the 30 alternatives under 3 different flow rates (10, 20 and 40 L/s). Then, I used the data to determine equations that relate the flow rate with the inventory quantities. Finally, I developed a tool (Excel spreadsheet) to perform the proposed calculation. Its inputs are: flow rate (between 10 and 40 L/s), project lifetime, interest rate, type of coagulant desired, unit costs of all inventory quantities, and indexes to consider contingency costs (such as contractors' overhead and profit), benefits for workers (according to the working laws) and cost update throughout time. As a default, the tool considers the unit costs from the SINAPI database (CAIXA, 2019). For items nonexistent at the SINAPI database, the tool considers unit costs budgeted by Sabogal Paz (2007) in specialised companies (updated to January 2019). The outputs are: the inventory quantities values and its costs, the costs of each unit processes, the present value of each 30 alternatives analysed, comparison graphs, results analysis, and recommendations. The main contribution of this work is the tool that enables to select the most cost-effective water and residuals treatment technologies. This work also contributes to the knowledge expansion of water and residuals treatment costs in Brazilian small communities. Furthermore, this research aids the work of Brazilian design engineers and decision makers, guiding the investments in sanitation in the country. The tool is currently under copyright process at the Agência USP de Inovação.
 
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Data de Publicação
2021-12-06
 
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