sexta-feira, 8 de dezembro de 2017

Uma barragem é uma gestão de stocks

Hoje vou resolver dois problemas que têm afligido o país. 

Neste blog digo muita asneira e, para me castigarem, a minha entidade patronal cortou-me 30 dias de vencimento.
Como acho que não foi suficiente, para me redimir, vou esforçar-me na resolução de 2 problemas que muito têm afligido o nosso país.

A) A falta de água em Viseu
Se o gestor da barragem de Fagide adotar duas pequenas regras de gestão (em finais de Junho, a albufeira tem que estar a 125% da capacidade e não fazer descargas quando a barragem está abaixo dos 50%), nunca mais haverá falta de água em Viseu.

B) As explosões das caixas multibanco
Também bastam duas pequenas coisas (uma pequena pressurização das caixas multibanco e meter um alarme anti-gás) para resolver este problema de uma vez por todas.

Claro que ficam muitos problemas por resolver (por exemplo, sempre houve roubo em Tancos ou foi tudo apenas um exercício contabilístico?) mas deixo isso para os esquerdistas pois compete a eles a construção da sociedade utópica! Ou será que já se deixaram disso e agora querem apenas o voltar para trás, a "reposição do que existia em 2008"?.
A minha empregada (que nasceu na URSS), queria a reposição da URSS mas esqueceu-se de um pequeno pormenor: o fim da URSS aconteceu a 26 de Dezembro de 1991 não porque a Ucrânia tenha declarado a independência ( a 24/08/1991) mas porque, mais de 18 meses antes, a Federação Rússia já tinha saído da URSS (a 12 de junho de 1990, com o Boris Yeltzin) e sem Rússia não poderia haver USRR.

A gestão de um albufeira.
Gerir uma albufeira é como gerir um stock. Assim, a água que está na albufeira para fazer face aos períodos em que a entrada de água (que é controlado pela natureza) é menor que a saída de água (que é controlado pelos clientes e pelo gestor da albufeira).
O consumo de água pode ser humano (produção elétrica, agricultura e pecuária, industria e serviços, doméstico) ou ecológico (descargas para garantir a qualidade da água para os peixes e demais animais e plantas selvagens).

Vamos ao modelo de gestão.
Para ser preciso constituir um stock tem que haver variabilidade na entrada, na saída ou em ambos.
Se essa variabilidade é perfeitamente conhecida, o problema é de cálculo muito fácil. 
Vamos supor um sistema que os caudais de entrada e de saída são conhecidos e variáveis (maiores no verão segundo) a seguinte regra:

Quadro 1
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Média
Entrada 133 167 200 167 133 100 67 33 0 33 67 100 100
Saída 85 75 100 85 100 115 130 130 110 75 65 130 100


Neste caso, para garantir que há água nos meses de verão, é preciso uma albufeira com capacidade para armazenar 355 unidades de água. Se a albufeira for mais pequena que este valor, nos meses de Janeiro haverá rotura de abastecimento.

Quadro 2
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Saldo 48 92 100 82 33 -15 -63 -97 -110 -42 2 -30
Stock inic. 0 48 140 240 322 355 340 277 180 70 28 30

O problema é a variabilidade imprevisível e não controlável da entrada.
Estive a ver dados sobre o caudal médio diário que entra na Barragem do Alqueva (em http://snirh.apambiente.pt).
A média desde 15/11/2005 foi de 99,86 m3/s.
O problema não resulta de o caudal ser variável (desvio padrão de 193,7 m3/s) havendo muitos dias com baixo caudal (um dia em cada quatro, o caudal foi inferior a 8 m3/s) mas por ser imprevisível (de um dia para o outro, o caudal varia em 49 m3/s) e não controlável (temos que aceitar o que a "mãe natureza" nos quiser dar).

Fig. 1 - Caudais médios diários que entram em Alqueva (dados, http://snirh.apambiente.pt/)

O volume da albufeira para regularizar o Guadiana.
Se, por exemplo, quiséssemos que o caudal de saída em Alqueva fosse constante, 99,86 m3/s, usando os dados históricos da Fig. 1, a albufeira teria que ter uma capacidade útil de 8400 hm3 que corresponde a 2,7 anos de escoamento médio (a barragem do Alqueva tem uma capacidade útil de "apenas" 3150 hm3).
Como os dados históricos são de apenas 12 anos, com 8400 hm3 ainda não ficaria garantido a 100% que não haveria alturas em que seria preciso diminuir o caudal de descarga (e outros em que seria preciso aumentar). 

Fig. 2 - Evolução do nível de uma hipotética albufeira de regularização do Rio Guadiana com 8400hm3 (Caudais da Fig. 1)

Vamos dimensionar Fagilde.
O problema é que preciso de séries histórica que, apesar de existirem, não estão on-line no SNIRH.

Saídas.
Sobre consumos municipal, existe uma série mensal que está disponível para 1997, 1999, 2000 e 2001.
É pouco para fazer alguma coisa mas "martelando" a coisa, o consumo médio é na ordem dos 200 litros/s e pouco variável (em Junho, Julho, Agosto e Setembro o consumo é cerca de 20% acima da média). 
Servindo uma população de 130 000 pessoas, 200 l/s traduz um consumo médio de 4 m3/pessoa por mês.

Entradas.
Preciso do caudal do rio e existem dados mas não estão disponíveis.
Existe a série da altura de água na Ponte de Fagilde que começa em 1/06/1917 mas que, por razões que não sei explicar, só está disponível on-line até 1923 e com buracos!
Com a altura de água e a Curva de Vazão, é possível calcular o caudal. Também existe o problema de, apesar de ser fácil de medir no local, a curva de vazão para a Ponte de Fagilde não estar disponível!
Vou então fazer um dimensionamento adoptando o regime de Alqueva depois de escalados os valores para um caudal médio é 4760 l/s.
Penso ser um dimensionamento conservador porque o Rio Guadiana, sendo de uma região mediterrânica com um verão muito longo e seco, tem um caudal muito mais variável e imprevisível que o Dão. 
Mas o Rio Dão é mais curto.

O resultado é de!!!!!
Usando um consumo médio de 200 l/s, seria suficiente uma albufeira com 920 mil m3 e a de Fagilde tem  o triplo, tem 2800 milhares de m3!
Este volume traduz que existe uma coeficiente de segurança suficiente para nunca haver falta de água para abastecimento doméstico.
Então, alguma coisa falhou! 

Terá sido a seca?
Não.
Na série que tenho de 1917-1923, o nível do rio está na ponte de Fagilde a zero apenas 6 dias por ano (que traduz caudal zero), e está abaixo da média apenas 100 dias por ano. 
Acresce que os 2800 mil m3 da albufeira dão para consumir 200 l/s durante 162 dias com o caudal do rio a zero.
Sendo estatisticamente impossível ter havido em 2017 um série com 162 dias seguidos em que o caudal do Rio Dão em Fagilde foi zero, não veio daqui o problema.

Arranjei mais uns dados.
Na Ribeira de Coja, o caudal é medido nos Moinhos de Pepim mas só há dados disponíveis para 8,9 anos, entre 1/10/1981 e 30-09-1990.
O caudal médio é de 2803 l/s e a série mais longa com caudal zero (abaixo de 1% da média) foi de 108 dias (entre 11/07/1989 e 26/10/1989), longe dos 162 dias.

Também arranjei um dado interessante sobre a capacidade da alfufeira de Fagilde. 
Apesar de a Wikipedia dizer que a capacidade é de 2 800 000 m3, os dados do SNIRH indicam 8 meses em que a capacidade esteve acima dos 3 000 000 m3 tendo atingido 3 570 000 m3 em Junho de 2005!
Pensando que o mínimo indicado (160 000 m3 em 12/2005) traduz o volume morto, a albufeira parece ter uma capacidade de 3 410 000 m3 que daria para um consumo de 200 l/s durante 197 dias com o Rio Dão seco, desde o dia 17 de Maio até ao dia 1 de Dezembro.


Terão sido os incêndios?
Não.
Os carro dos bombeiros grandes têm uma capacidade média de 12 m3, entre 4 m3 e 16 m3.
Se houvesse 100 carros de combate a incêndios (que não houve), fossem buscar água 10 vezes por dia e se o incêndio tivesse durado 10 dias (que não durou), retirariam 120 mil m3.
Mesmo somando os aviões e os helicópteros, não houve tal retirada de água mas, mesmo que tivesse havido, a albufeira deveria ter 2000 mil m2 de reserva pelo que não foi daqui que veio o problema.

Foi má cabeça do gestor da albufeira.
Fui buscar a turbinação da hidroeléctrica de Fagilde e estão disponíveis dados entre 1/10/1999 e 31/12/2007. Mais uma vez, não compreendo porque os dados não estão acessíveis até 2017.
A central tem uma capacidade máxima de 10 m3/s e, em média, a central turbina 40% dos dias um caudal médio de 4,8 m3/s.
Vejamos a tabela dos dias em que houve turbinação e o total do caudal turbinado em cada mês:

Quadro 3
Mês Dias Caudal (hm3)
1 66% 6,40
2 79% 9,72
3 82% 11,28
4 70% 6,32
5 22% 1,18
6 0% 0,00
7 0% 0,00
8 0% 0,00
9 0% 0,00
10 18% 2,49
11 53% 7,45
12 70% 10,69

Como a água para consumo humano tem muito mais valor que a água para turbinar, a turbinação só deve acontecer quando a albufeira está cheia. E olhando para esta tabela, até Abril, com certeza que a albufeira estava cheia mas, em Maio, tenho as minhas dúvidas e, em Outubro, tenho a certeza que não.
Claro que não tenho os dados sobre o nível da barragem nos dias de turbinação mas quase de certeza que o problema do esvaziamento está nesta má gestão.

Olhemos para o Quadro 1. 
A barragem em Maio e Junho de 2017 com certeza quase a 100% que estava cheia mas em Setembro a turbinação acontece com pouca água na barragem a pensar que as chuvas estão a chegar.
O problema é que em 2017, as chuvas não chegaram e a albufeira ficou sem água.

Já sei porque tem dias com volume superior à capacidade máxima.
A albufeira está vazia à cota 300,00m e atinge a capacidade máxima de 2,8 hm3 à cota máxima de 310,15m. No entanto, depois, ainda tem uma margem de segurança até 311,60m que pode ser usada quando não há risco de cheias (Maio e Junho). Foi atingida a cota 311,48 em 30/Maio/2011, armazenando com 154% da capacidade máxima (cálculo meu, 4,3 hm3).
Pelos dados disponíveis (1/1/2002 a 6/12/2017), relativamente a Novembro de 2017, o principal problema foi a albufeira estar em Junho a 90% (quando o normal seria estar acima nos 120%).
Se a albufeira tivesse em Junho com 125% ( em Junho de 2005 estava a 127,5%), chegávamos a finais de Novembro 2017 com a albufeira a 30% e não a 5%.

CapacidadeDiaDiasPerda
100%=>07-03-201712426
90%=>09-07-201712270
80%=>21-07-20179360
70%=>30-07-201710324
60%=>09-08-201710324
50%=>19-08-201714231
40%=>02-09-201713249
30%=>15-09-201723141
20%=>08-10-20173398
10%=>10-11-2017     

O que fazer para o futuro?
Com duas pequenas regras de gestão, nunca mais haverá falta de água em Fagilde
1 = Em finais de Junho, a albufeira tem que estar a 125% da capacidade.
2 = Descargas para outros fins que não o consumo humano e emergências (incêndios) só pode acontecer quando a barragem estiver acima dos 50%, isto é, tiver mais de 1400 mil m3 na albufeira.
Estas regras não excluem fazer-se uma barragem de terra no Alto Dão (como já expliquei noutro poste) e alguém obrigar as entidades públicas a tornarem públicos os dados que têm para que o conhecimento possa avançar.
Teses de mestrado poderiam ser feitas com estes dados e não podem ser feitas.

O problema dos multi-bancos também tem solução fácil
Uns fulanos, talvez portugueses, talvez de outro sítio qualquer, descobriram que metendo gás que usamos para cozinhar dentro das caixas multibanco, estas explodem completamente.
Isto tem uma solução muito simples.
1 = O interior da caixa tem que estar pressurizado. Recolhendo ar num sítio seguro (uma tomada de ar no telhado do edifício), um ventilador de 0,01 bares mete esse ar dentro da caixa multibanco de forma a tornar impossível que entre gás para a caixa a partir da rua.
2 = Haver, dentro da caixa, um alarme de gás. 

Finalmente, a minha empregada anda a ver se ... me encrava a vida.
Por mais estranho que pareça, eu tenho uma empregada e, mais estranho ainda, é muçulmana do Uzebequistão, a Feruza.
A Feruza tem uma amiga (a Madina que também já foi minha empregada e que também, estranhamente, é muçulmana mas da Cabárdia-Balcária) que quer ajudar livrando-a da filha que é rabugenta, só come, dorme e reza.
São capazes de adivinhar quem é o melhor candidato a pato?
A mocinha, conheço-a de quando tinha 13 anos (foi minha colega de Kung Fu) e era uma criança adorável mas, agora com 24 anos, parece que está como o diabo.
No outro dia dei um casaco comprido à mãe (Berska) e arranjei-lhe duas madames para ela trabalhar. Hoje, pelo sim pelo não, mandei uma prendinha à rapariga, um saco branco Hello Kitty. Tudo coisas que obtive das minhas irmãs a preço zero e que tentei dar à ucraniana mas que não aceitou.
Se calhar, para remissão dos meus pecados, vou ter que ajudar a Madina!

A mocinha nua, é bonitinha mas, vestida, não dá para ver nada (sim, na rua ela anda assim vestida)

4 comentários:

Silva disse...


"Como a água para consumo humano tem muito mais valor que a água para turbinar"

Caro PCV

Agradeço uma explicação da frase acima mencionada.

Económico-Financeiro disse...

Olá Silva,
Em termos de ciência económica, preço e valor são duas coisas diferentes mas o que eu quero dizer é que o preço que as pessoas estão disponíveis para pagar pela água que recebem em casa é muito superior ao preço que os agricultores estão disponíveis a pagar.

Por exemplo, uma olival em sequeiro produz 500kg/ha/ano e em regadio (1200m3/ha) produz 2000kg/ha/ano.
Sendo o preço da azeitona na árvore na ordem dos 0,40€/kg, considerando o investimento no sistema de irrigação, o agricultor não pode pagar mais do que 0,20€/m3.

Os consumidores domésticos pagam cerca de 5,00€/m2 (bem sei que a água tem mais qualidade)e a água engarrafada mais barata é a 100€/m3 (0,50€/5 litros).

Por o consumidor doméstico poder pagar bastante mais e não ter alternativa (podemos importar alimentos), o consumo doméstico tem que ter prioridade.

Silva disse...


Caro PCV

Agradeço a explicação mas não era bem aí onde queria chegar.


No início do "post" menciona "Se o gestor da barragem de Fagide adotar duas pequenas regras de gestão"

Agora pergunto eu, será que o tal gestor é um imbecil ou simplesmente o tal "valor" que na sua opinião é:

"Como a água para consumo humano tem muito mais valor que a água para turbinar"

para esse gestor é outro tal como:

Enquanto a albufeira está cheia, aproveita-se para produzir energia e garantir receita, se no Verão secar, a culpa é sempre da falta de chuva; Os bombeiros que a tragam para o consumo humano e se não a trouxerem o povo irá chatear as autoridades governamentais.

Económico-Financeiro disse...

Estimado Silva,
Eu não sei o que aconteceu em Viseu, se o gestor da albufeira mudou nem o que tinha na cabeça.
Mas agora, tenho a certeza que foi um erro de gestão: em Junho a albufeira deveria ter 3,5 hm3 de água e só tinha 2,5 hm3. E foram esses 1 000 000 m3 que fizeram falta em Novembro (dariam para mais um mês de abastecimento, sem restrições).
E ninguém veio dar uma explicação sobre a razão de a albufeira estar em Junho com apenas 2,5 hm3.
Espero que, pelo menos, tenha servido de lição e que não se volte a repetir.
1ab

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