Author(s):
Barata, Pedro Miguel do Carmo 
Date: 2008
Persistent ID: http://hdl.handle.net/1822/9620
Origin: RepositóriUM - Universidade do Minho
Document details
Construção de um modelo de gestão patrimonial de infra-estruturas de abastecime...
Description
Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil (área de especialização em Engenharia Municipal) A Gestão Patrimonial de Infra-estruturas (GPI) é uma temática emergente de capital importância no âmbito da gestão optimizada das redes de abastecimento de água. Recentemente foram desenvolvidas novas metodologias e abordagens, para apoio à decisão, em particular no âmbito do planeamento das intervenções de reabilitação. Em Portugal os sistemas de distribuição de água para abastecimento público são maioritariamente da responsabilidade dos municípios. Os modelos institucionais adoptados na “baixa” são essencialmente três: o município (como entidade ou através de serviços internos), empresas municipais ou concessões privadas. Esta organização conduz a entidades gestoras predominantemente de pequena ou média dimensão, com recursos inevitavelmente mais limitados do que as grandes companhias. Também a maioria dos sistemas é de pequena dimensão. Actualmente, 18% da população portuguesa é fornecida por sistemas de abastecimento de água muito pequenos (população ≤ 5000 habitantes), que representam 92% do número total de sistemas de abastecimento de água. Estes pequenos sistemas tendem a não possuir dados históricos em quantidade e qualidade suficientes para a implementação de programas avançados de gestão patrimonial de infra-estruturas. No entanto, dispõem de informação suficiente para poder alimentar sistemas simplificados de GPI. Na presente dissertação de Mestrado foi desenvolvida uma ferramenta de apoio à gestão patrimonial de infra-estruturas, técnica e cientificamente fundamentada, vocacionada para os pequenos sistemas de abastecimento de água. Foram considerados os seguintes pressupostos: inexistência de dados históricos fiáveis e estruturados, inexistência de dados financeiros ao nível do componente individual, disponibilidade de um sistema SIG, necessidade de uma ferramenta simples de utilizar e com exigências aceitáveis em termos de recolha e introdução de dados, necessidade de prever uma futura migração para um sistema de GPI mais sofisticado. Tendo em vista a simplicidade, esta ferramenta foi desenvolvida em folha de cálculo Microsoft® Office Excel e é aplicável a tubagens de redes de distribuição de abastecimento de água. Baseia-se no método DPA (Deterioration Point Assignment), particularmente aplicável a sistemas caracterizados por falta de informação quantitativa, sistematizada e fiável. O modelo criado calcula três índices para cada componente individual: Dificuldade de Intervenção; Prioridade de Intervenção e Importância Sistémica. Com base nos três índices anteriores, calcula ainda o Índice de Prioridade de Substituição, que indica a prioridade relativa de intervenção. São ainda efectuadas algumas considerações e ponderações relativas à vida útil de forma a obter uma data de investimento “optimizada”. O modelo devolve alguma informação sobre prioridade de investimento, data de substituição e uma perspectiva geral do investimento anual em manutenção. Dois outros valores inovadores são ainda calculados para a globalidade do sistema, a Idade Média da Infra-estrutura e o Índice de Valor da Infra-Estrutura. É na posse destes indicadores que os responsáveis pelo sistema de abastecimento de água podem tomar as decisões que se revelem mais adequadas. Asset rehabilitation is a topic of paramount importance for drinking water distribution network optimal management. Recently, new methodologies have been developed in supporting rehabilitation planning policies to prevent pipe failures: deterioration point assignment (DPA) methods; break-even analysis; mechanistic models; and regression and failure probability methods. DPA methods are particularly suitable for application to small systems characterized by lack of pertinent information. In Portugal, drinking water distribution systems are the direct responsibility of the local municipalities. The institutional models applied for asset management are: (i) municipal authorities (as a separate entity or as an internal technical services department); (ii) municipally-owned companies; (iii) concession management contracts with private companies. Most systems are small sized: an estimate of about 18% of the Portuguese population receives drinking water from (very) small supplies (population ≤ 5000 inhabitants), representing 92% of the total number of drinking water systems. In recent years, especially after Portugal has joined the EU, high investments were made in the water distribution systems leading to an average of 93% of total population served by safe drinking water. The priority now is to manage these assets in a sustainable way. However, small systems tend to lack good data, which is a shortcoming for the implementing of advanced asset management programmes. Keeping in mind these needs and difficulties, a “basic asset management” decision support tool was developed for a sound technical and scientifically-based water infrastructure asset management. The following underlying assumptions were considered: inexistence of reliable and well structured failure records; inexistence of financial data at the individual asset level; availability of a GIS; need for an easy to use tool, not too demanding in terms of data collection and input; need to accommodate a potential further migration to a more sophisticated asset management system. This research work describes the methodology adopted and the key features of the tool developed. Looking for simplicity as a key requirement, this methodology was developed on the widely spread MS EXCEL software. In is current form, it is applicable to mains and service connections of water distribution networks. However, the approach can be adapted to other type of assets. A DPA model was used, essentially consisting of the identification of a set of factors which are known to contribute to the pipe failure rate. These factors are split into categories and then assigned numeric scores (weights). Once the scores for each factor are established, a total failure score is calculated for each pipe by summing the individual factor scores. Applying this methodology, the model creates three indicators: replacement difficulty; replacement priority; and system importance. A replacement index is then obtained integrating these three indicators. Life expectancy considerations are applied in order to achieve an “optimized” investment date. The model gives information on investment prioritization, replacement date, and a global overview of the required annual maintenance cost. Two more global indicators are also calculated: average infrastructure lifetime; and infrastructure value rate.
Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil (área de especialização em Engenharia Municipal) A Gestão Patrimonial de Infra-estruturas (GPI) é uma temática emergente de capital importância no âmbito da gestão optimizada das redes de abastecimento de água. Recentemente foram desenvolvidas novas metodologias e abordagens, para apoio à decisão, em particular no âmbito do planeamento das intervenções de reabilitação. Em Portugal os sistemas de distribuição de água para abastecimento público são maioritariamente da responsabilidade dos municípios. Os modelos institucionais adoptados na “baixa” são essencialmente três: o município (como entidade ou através de serviços internos), empresas municipais ou concessões privadas. Esta organização conduz a entidades gestoras predominantemente de pequena ou média dimensão, com recursos inevitavelmente mais limitados do que as grandes companhias. Também a maioria dos sistemas é de pequena dimensão. Actualmente, 18% da população portuguesa é fornecida por sistemas de abastecimento de água muito pequenos (população ≤ 5000 habitantes), que representam 92% do número total de sistemas de abastecimento de água. Estes pequenos sistemas tendem a não possuir dados históricos em quantidade e qualidade suficientes para a implementação de programas avançados de gestão patrimonial de infra-estruturas. No entanto, dispõem de informação suficiente para poder alimentar sistemas simplificados de GPI. Na presente dissertação de Mestrado foi desenvolvida uma ferramenta de apoio à gestão patrimonial de infra-estruturas, técnica e cientificamente fundamentada, vocacionada para os pequenos sistemas de abastecimento de água. Foram considerados os seguintes pressupostos: inexistência de dados históricos fiáveis e estruturados, inexistência de dados financeiros ao nível do componente individual, disponibilidade de um sistema SIG, necessidade de uma ferramenta simples de utilizar e com exigências aceitáveis em termos de recolha e introdução de dados, necessidade de prever uma futura migração para um sistema de GPI mais sofisticado. Tendo em vista a simplicidade, esta ferramenta foi desenvolvida em folha de cálculo Microsoft® Office Excel e é aplicável a tubagens de redes de distribuição de abastecimento de água. Baseia-se no método DPA (Deterioration Point Assignment), particularmente aplicável a sistemas caracterizados por falta de informação quantitativa, sistematizada e fiável. O modelo criado calcula três índices para cada componente individual: Dificuldade de Intervenção; Prioridade de Intervenção e Importância Sistémica. Com base nos três índices anteriores, calcula ainda o Índice de Prioridade de Substituição, que indica a prioridade relativa de intervenção. São ainda efectuadas algumas considerações e ponderações relativas à vida útil de forma a obter uma data de investimento “optimizada”. O modelo devolve alguma informação sobre prioridade de investimento, data de substituição e uma perspectiva geral do investimento anual em manutenção. Dois outros valores inovadores são ainda calculados para a globalidade do sistema, a Idade Média da Infra-estrutura e o Índice de Valor da Infra-Estrutura. É na posse destes indicadores que os responsáveis pelo sistema de abastecimento de água podem tomar as decisões que se revelem mais adequadas. Asset rehabilitation is a topic of paramount importance for drinking water distribution network optimal management. Recently, new methodologies have been developed in supporting rehabilitation planning policies to prevent pipe failures: deterioration point assignment (DPA) methods; break-even analysis; mechanistic models; and regression and failure probability methods. DPA methods are particularly suitable for application to small systems characterized by lack of pertinent information. In Portugal, drinking water distribution systems are the direct responsibility of the local municipalities. The institutional models applied for asset management are: (i) municipal authorities (as a separate entity or as an internal technical services department); (ii) municipally-owned companies; (iii) concession management contracts with private companies. Most systems are small sized: an estimate of about 18% of the Portuguese population receives drinking water from (very) small supplies (population ≤ 5000 inhabitants), representing 92% of the total number of drinking water systems. In recent years, especially after Portugal has joined the EU, high investments were made in the water distribution systems leading to an average of 93% of total population served by safe drinking water. The priority now is to manage these assets in a sustainable way. However, small systems tend to lack good data, which is a shortcoming for the implementing of advanced asset management programmes. Keeping in mind these needs and difficulties, a “basic asset management” decision support tool was developed for a sound technical and scientifically-based water infrastructure asset management. The following underlying assumptions were considered: inexistence of reliable and well structured failure records; inexistence of financial data at the individual asset level; availability of a GIS; need for an easy to use tool, not too demanding in terms of data collection and input; need to accommodate a potential further migration to a more sophisticated asset management system. This research work describes the methodology adopted and the key features of the tool developed. Looking for simplicity as a key requirement, this methodology was developed on the widely spread MS EXCEL software. In is current form, it is applicable to mains and service connections of water distribution networks. However, the approach can be adapted to other type of assets. A DPA model was used, essentially consisting of the identification of a set of factors which are known to contribute to the pipe failure rate. These factors are split into categories and then assigned numeric scores (weights). Once the scores for each factor are established, a total failure score is calculated for each pipe by summing the individual factor scores. Applying this methodology, the model creates three indicators: replacement difficulty; replacement priority; and system importance. A replacement index is then obtained integrating these three indicators. Life expectancy considerations are applied in order to achieve an “optimized” investment date. The model gives information on investment prioritization, replacement date, and a global overview of the required annual maintenance cost. Two more global indicators are also calculated: average infrastructure lifetime; and infrastructure value rate.
Document Type
Master Thesis
Language Portuguese
Advisor(s) Vieira, J. M. Pereira; Alegre, Maria Helena
Language Portuguese
Advisor(s) Vieira, J. M. Pereira; Alegre, Maria Helena
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