Hidrometria

Controle de perdas pela micromedição - Antônio Linus Rech

Rio terá prédios com medidores individuais do consumo de água - O Globo

Um método simples para (re)dimensionar hidrômetros - Antônio Linus Rech

 

 

 

 

 

 

 

 

"As perdas por submedição dependem dos hábitos de consumo do usuário e da política de medição da Operadora."

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"As perdas físicas podem ser controladas com ações que dependem exclusivamente da Operadora."

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONTROLE DE PERDAS PELA MICROMEDIÇÃO

 

Antônio Linus Rech

 

I. Introdução - As perdas de água em um sistema de abastecimento público são classificadas em perdas físicas, definidas como o volume perdido no sistema de tratamento e na distribuição e outros volumes não faturados são ditos perdas por submedição, geradas pelas deficiências do parque de medidores.

As perdas físicas podem ser controladas com ações que dependem exclusivamente da Operadora do sistema, por meio de ajustes nas instalações para eliminar vazamentos nas estações de tratamento, nas adutoras, distribuidores, reservatórios e ramais prediais.

As perdas por submedição dependem dos hábitos de consumo do usuário e da política de medição implantada pela Operadora. Se não houver hidrômetro em uma determinada residência ou se ele estiver danificado, certamente haverá grandes desperdícios causados pelos vazamentos internos existentes. Segundo se sabe, uma economia controlada apresenta consumo médio da ordem de 20 m3 mensais, uma economia com hidrômetro danificado consome em torno de 30 m3 e aquela que não tem medidor consome aproximadamente 60 m3 por mês.

II. Objetivos - Os resultados adiante apresentados foram obtidos em Santa Cruz das Palmeiras, SP. Naquela cidade foi desenvolvido um trabalho de implantação de política de micromedição e gestão comercial do sistema de água e esgoto. Havia no Município um sistema de fornecimento de água que, operando 24 horas por dia mantinha um abastecimento alternado e deficiente. O fornecimento era suspenso diariamente da meia noite às 06h00 e das 14h00 às 17h00 para reenchimento dos reservatórios.

O trabalho desenvolvido teve como objetivo acabar com a falta de água na cidade através da eliminação de desperdícios, com eficiente controle de perdas, sem que fossem investidos recursos no sistema produtivo que, segundo se avaliou, era suficiente para atender ao dobro da população existente.

III. Metodologia - Para alcançar o objetivo proposto foram instalados hidrômetros em todas as residências, órgãos públicos, comércio e indústria. Foi implantado um sistema de gestão comercial composto de software gerenciador dos clientes, envolvendo os aspectos da hidrometração, consumos, contas, ramais prediais e monitoramento da inadimplência.

Através de trabalhos de consultoria foi desenvolvida e implantada uma estrutura tarifária, oficializada por meio de leis e decretos municipais. Amplo atendimento a público foi montado, composto de sistema de informática e pessoal recrutado na própria cidade e treinado por técnicos especializados.

Nos primeiros dez meses foram instalados os hidrômetros e a partir de então foi feita a gestão comercial com a efetiva cobrança de acordo com os consumos medidos.

IV – Resultados Obtidos - Os objetivos pretendidos na apresentação da proposta inicial às autoridades do Município de Santa Cruz das Palmeiras foram plenamente alcançados.

Com a política de micromedição em 100% dos ramais existentes, a instalação de hidrômetros eliminou totalmente a falta de água, passando o sistema produtivo a operar apenas 18 horas diárias. Durante a madrugada as bombas de recalque são desligadas e, mesmo assim, o abastecimento mantém-se pleno durante as 24 horas do dia. Isso devido

 

Indicadores de Desempenho de Santa Cruz das Palmeiras - SP

Indicadores

Julho 95

Janeiro 97

Ligações de água (*)

6.309

6.076

Ligações de esgoto (*)

6.295

6.068

Economias de água cadastradas

7.077

7.131

Economias de esgoto cadastradas

7.077

7.115

Volume de água produzido (m3/mês)

386.880

274.313

Volume de água medido (m3/mês)

0,00

142.588

Volume de água faturado (m3/mês)

0,00

142.102

Faturamento mensal (R$)

20.928,25

76.132,70

Receita mensal (R$)

15.756,57

74.892,78

Ligações com hidrômetro

350

6.039

Ligações sem hidrômetro

3.959

37

Hidrômetros com mais de 5 anos

350

71

Receita média p/ligação (R$/lig.)

2,50

12,33

Receita média p/econ. (R$/econ.)

2,23

10,50

Receita média p/m3 faturado (R$/m3)

0,00

0,53

Índice de medição (%)

0,00

99,39

Índice de inadimplência

24,71

1,63

Volume consumido p/ligação (m3/lig.)

61,32

23,47

Volume consumido p/econ. (m3/eco)

54,67

20,00

(*) Os terrenos baldios (sem ligação) eram taxados na legislação anterior.

- Tabela 1 -

 

ao eficiente controle de perdas implantado com a erradicação total das perdas por submedição. Saliente-se que, ao contrário de ampliar o sistema produtivo, ele foi de certa forma reduzido pelo menor número de horas em atividade.

Na Tabela 1 vemos alguns indicadores de desempenho que, para efeitos de comparação, são apresentados em duas etapas: antes da implantação do projeto e um ano após a instalação dos hidrômetros.

O volume de água produzido era de 386.880 m3 para abastecer a 7.077 economias com deficiências. Após a instalação dos hidrômetros, foram suficientes 274.313 m3 para atender a um número maior de economias, ou seja, 7.131, representando uma redução nas perdas da ordem de 29,10% com a implantação do referido projeto.

O faturamento mensal passou de R$ 20.928,25 para R$ 76.132,70 e a inadimplência caiu de 24,71% para 1,63%.

O volume consumido por ligação de água que era de 61,32 m3 foi reduzido para valores aceitáveis, ficando em 23,47 m3 mensais e o volume consumido por economia de 54,67 m3 passou para 20 m3 por mês.

V – Conclusões - A execução deste projeto, ligado à real necessidade do Município, permitiu solucionar  satisfatoriamente o problema e visualizar que um processo de permanente falta de água em uma cidade não é obrigatoriamente resultado de deficiências no processo produtivo. Nem sempre é necessário ampliar estações de tratamento, perfurar poços ou construir novos reservatórios. A eficiência na micromedição tem demonstrado que além de aumentar o faturamento, a implantação e substituição de hidrômetros reduzem também os níveis de perdas de água de forma considerável.

Sem dúvida, investir em micromedição significa diminuir perdas.

 

VI – Bibliografia

1. Água, Micromedição e Perdas – 2ª Edição - Autor: Antônio Linus Rech – Scortecci Editora – São Paulo, 1999.

2. Combate a Perdas de Água – Uma Tomada de Decisão – Autores: Francisco Carlos Castro Lahóz , Marcos Antônio Moretti e Francisco Paulo Oliva Barijan – Editado pelo Consórcio Intermunicipal das Bacias dos Rios Piracicaba e Capivari - Americana, SP, 1999.

3. Projeto Santa Cruz das Palmeiras – Contratos e Relatórios – Liceu de Artes e Ofícios de São Paulo, 1997.

 

 

 

 

 

 

 

 

 "A instalação da tubulação horizontal encarece um pouco a obra, mas esse custo se paga rapidamente com a redução do consumo de água e conseqüentemente de energia elétrica."

 

Rio terá prédio com medidores

individuais do consumo de água

 

Tecnologia provoca redução média de

20% na conta e evita desperdício

    Justiça e economia. Essas são as duas principais vantagens do sistema de medição individual de água que está chegando ao Brasil, diga-se de passagem com 20 anos de atraso em relação à Alemanha.A instalação de hidrômetros individuais por apartamentos acaba com distorções como o pagamento de tarifas iguais por um condômino que mora sozinho e por uma família de cinco pessoas. Além disso, estudos mostram ainda que, quando a medição passa a ser por unidade, os usuários reduzem o desperdício de água. Resultado: uma diminuição de 20% no consumo.

    Economia é importante para o meio ambiente – Quando as pessoas percebem que, ao abri a torneira, estão pagando por cada gota, passam a economizar água. No Texas, foi feito um projeto-piloto numa área de baixa renda, no qual a redução do consumo chegou a 70% em um ano, o que é importante para o aspecto ambiental. Na Alemanha, por exemplo, tínhamos problemas de abastecimento de água, que foram resolvidos quando a lei de medição individual foi aprovada – ressalta Aram Moradians, gerente de Desenvolvimento de Negócios Internacionais da Viterra, empresa alemão que opera o sistema em 30 países e está trazendo a tecnologia para o Brasil.No Rio de Janeiro, o projeto-piloto será realizado num prédio de oito unidades que está sendo construído pela W3 Engenharia, no Leblon. Ivan Wrobel, diretor da construtora, diz que pretende adotar o sistema em outros empreendimentos – dois apart-hotéis, em Ipanema.

    - A instalação da tubulação horizontal encarece um pouco a obra, mas esse custo se paga rapidamente com a redução do consumo de água e conseqüentemente de energia elétrica, o que se refletirá num condomínio mais baixo. Acredito que a medição individual representará uma diferença importante para os imóveis daqui para frente – acentua o diretor da W3 Engenharia.

    Valor do Condomínio pode cair em mais de 10% - Segundo Ronaldo Schneider, vice-presidente da administrador de imóveis Apsa – que está promovendo, em parceria com a Viterra, a disseminação da tecnologia pelo país, a redução do consumo de água e de energia elétrica pode trazer uma diminuição de mais de 10% na taxa de condomínio.

    Pesquisa realizada pelo Secovi - RJ, o Sindicato da Habitação, mostra que a água (que teve um reajuste de tarifa de 26%) é um dos principais causadores do aumento em 4,39% dos condomínios de janeiro para fevereiro.

Quanto menor o custo da água, mais tempo leva para o sistema se pagar. Na Alemanha, por exemplo onde o custo de água é equivalente a R$ 5 por metro cúbico e mais R$ 5 por esgoto, ou seja, R$ 10 por cada metro cúbico, em menos de meio ano o sistema se paga. No Brasil, a situação é diferente, diz Moradians.

    Como a maioria das companhias de abastecimento de água é estatal e subsidiam a água, ou seja, não cobram o valor real, o sistema se pagará em quatro ou cinco anos. Um dos problemas que temos aqui é que as pessoas não deixam os técnicos entrarem no apartamento para fazer a leitura dos hidrômetros, o que nos obriga a instalar equipamentos mais sofisticados de leitura à distância, aumentando os custos significativamente.

    Uma das alternativas para gastar menos é usar hidrômetros normais e concentrá-los num só lugar, como é feito na Espanha, onde ficam em porões. Se esse método for usado, os sistema de medição individual levará de um a dois anos para se pagar. O GLOBO - 16/04/2000

 

 

UM MÉTODO SIMPLES PARA 

(RE)DIMENSIONAR HIDRÔMETROS

 

Engº Antônio Linus Rech

 

Resumo: São definidas duas novas vazões para hidrômetros e, a partir delas, é proposto um método facilitado para dimensionamento e redimensionamento de medidores de água. Tomando como parâmetros a vazão de transição e a vazão nominal estabelecidas pelas normas brasileiras, são propostas a vazão inferior de trabalho e a vazão superior de trabalho para medidores de água fria, criando-se as faixas de trabalho para hidrômetros de classes metrológicas A, B e C.

 

Se o objetivo é definir o melhor hidrômetro a ser instalado no ramal predial de determinado consumidor de água, o profissional vai às normas técnicas ou aos catálogos do produto e se depara com uma enorme surpresa: nada existe sobre o assunto! Se outro objetivo for o redimensionamento, ou seja, pretende-se trocar um hidrômetro que, se supõe, esteja operando fora das condições ideais, e o problema é o mesmo. Na verdade, aqui o problema é duplo. Imagina-se que o medidor existente esteja fora das condições de trabalho, mas não se tem parâmetros para tal afirmação e conseqüentemente para corrigi-la, se for o caso.

A escolha de um hidrômetro jamais pode levar em conta o diâmetro do ramal predial onde ele vai ser instalado. Este erro é grave. Somente as vazões de trabalho impostas ao medidor pelo perfil de consumo daquela unidade usuária, pode ser parâmetro definidor do hidrômetro a ser escolhido. Por extensão, conhecidas as vazões incidentes, pode-se fazer projeções sendo admissíveis dimensionamentos pelo consumo médio mensal. No entanto esta segunda alternativa, embora admissível, pode ser empregada somente se for associada às vazões mínimas e máximas suportáveis pelo medidor, sem desgastes ou geração de submedição.

Vazões envolvidas – As normas brasileiras e a legislação vigente definem as seguintes vazões empregadas na medição de água:

Qmín : Vazão mínima - É a menor vazão a partir da qual o hidrômetro deve registrar consumos com erros dentro das determinações de norma ou legislação vigente.

Qt : Vazão de transição – Também chamada de vazão separadora, é aquela que separa a faixa inferior de medição da faixa superior.

Qn : Vazão nominal – É a vazão identificadora do hidrômetro e corresponde a 50% da vazão máxima.

Qmáx : Vazão máxima – É a maior vazão suportada pelo medidor, cuja perda de carga máxima não pode exceder a 10 metros de coluna d’água.

Apenas estas vazões são insuficientes para se determinar uma faixa ideal de trabalho. Em Água, Micromedição e Perdas1 foram definidas novas vazões que permitem determinar a faixa de trabalho, limitada pelas vazões compreendidas entre as vazões inferior e superior de trabalho.

Assim, para estabelecer uma faixa que permita trabalho contínuo do medidor sem que ele venha a sofrer desgastes excessivos ou registrar volumes com elevada submedição, foi necessário definir outros parâmetros: a Qit e a Qst.

Qit : Vazão inferior de trabalho – É aquela acima da qual deve trabalhar o hidrômetro, sendo esta a vazão que limita inferiormente a faixa ideal de operação do medidor. Corresponde a 1,2 vezes a vazão de transição – 1,2 x Qt – e foi definida com base no conceito de que o hidrômetro deve trabalhar sempre acima da vazão de transição para que se mantenha operando na faixa superior, com o objetivo de evitar perdas por submedição.

Qst : Vazão superior de trabalho – É aquela que limita superiormente a faixa de trabalho, sendo a maior vazão na qual pode trabalhar o hidrômetro e corresponde a ¼ da vazão máxima ou 50% da vazão nominal. Foi definida com base em experiências práticas que apontaram altos desgastes em vazões acima dela.

Hidrômetros de Qn = 0,60 a 15 m3/h - Classe A

Qn

Qmáx.

Qmín.

Qt

Qit

Qst

(m3/h)

(m3/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

0,60

1,20

24

60

72

300

0,75

1,50

30

75

90

375

1,00

2,00

40

100

120

500

1,50

3,00

40

150

180

750

2,50

5,00

100

250

300

1250

3,50

7,00

140

350

420

1750

5,00

10,00

200

500

600

2500

10,00

20,00

400

1000

1200

5000

15,00

30,00

600

1500

1800

7500

- Tabela 1 -

 

Hidrômetros de Qn = 0,60 a 15 m3/h - Classe B

Qn

Qmáx.

Qmín.

Qt

Qit

Qst

(m3/h)

(m3/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

0,60

1,20

12

48

58

300

0,75

1,50

15

60

72

375

1,00

2,00

20

80

96

500

1,50

3,00

30

120

144

750

2,50

5,00

50

200

240

1250

3,50

7,00

70

280

336

1750

5,00

10,00

100

400

480

2500

10,00

20,00

200

800

960

5000

15,00

30,00

300

1200

1440

7500

- Tabela 2 -

 

 

Hidrômetros de Qn = 0,60 a 15 m3/h - Classe C

Qn

Qmáx.

Qmín.

Qt

Qit

Qst

(m3/h)

(m3/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

0,60

1,20

6,0

9,0

11

300

0,75

1,50

7,5

11,0

13

375

1,00

2,00

10,0

15,0

18

500

1,50

3,00

15,0

22,5

27

750

2,50

5,00

25,0

37,5

45

1250

3,50

7,00

35,0

52,5

63

1750

5,00

10,00

50,0

75,0

90

2500

10,00

20,00

100,0

150,0

180

5000

15,00

30,00

150,0

225,0

270

7500

- Tabela 3 -

 

Agrupando todas as vazões acima citadas com seus respectivos valores, temos na Tabela 1 as condições necessárias para selecionar o melhor hidrômetro de classe metrológica A, pressupondo o conhecimento do perfil de consumo do cliente.

Na Tabela 2 estão as vazões dos medidores classe B e na tabela 3 os de classe C.

Faixa de trabalho – É aquela formada por vazões nas quais o hidrômetro pode trabalhar continuamente sem danificar-se, proporcionando registros de volumes nas melhores condições possíveis, ou seja, em vazões que estejam entre a Qit – vazão inferior de trabalho - e a Qst – vazão superior de trabalho.

Os números apresentados nas tabelas 1, 2 e 3 são suficientes para dimensionar um hidrômetro. Porem, se levarmos estes dados a uma escala gráfica, teremos maiores facilidades para resolver esta tarefa.

 

- Figura 1 - Gráfico para Dimensionamento de Hidrômetros de Qn=0,60 a 15,0 m3/h

 

 

Assim, na Figura 1 estão representadas as faixas de trabalho. Na escala horizontal logarítmica foram simbolizadas as vazões em metros cúbicos por hora – m3/h – e na escala vertical estão os hidrômetros segundo sua vazão nominal de 0,6 a 15 m3/h.

Para ilustrar o uso do gráfico, imaginemos simplificadamente que uma indústria consome água a uma vazão de 2 m3/h . Para escolher o hidrômetro adequado, basta levantar uma perpendicular a partir do eixo horizontal, no ponto correspondente a 2 m3/h e encontramos os medidores de Qn = 5, 10 e 15 m3/h, todos em condições de atender ao problema proposto. São hidrômetros disponíveis nas classes metrológicas A, B e C, restando considerar que, evidentemente, devemos escolher o medidor de menor custo disponível.

Medidores de alta vazão2 – São assim chamados os hidrômetros, definidos pelas normas brasileiras, que estão entre as vazões nominais – Qn – de 15 m3/h a 1.500 m3/h.

Todas as vazões definidas para os medidores de baixa vazão (Qn = 0,6 a 15 m3/h) são igualmente definidas paras os de alta vazão.

Hidrômetros de Alta Vazão - Classe A

Qn

Qmáx.

Qmín.

Qt

Qit

Qst

DN

(m3/h)

(m3/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

(mm)

15

30

1,2

4,5

5,4

7,5

50

25

50

2,0

7,5

9,0

12,5

65

40

80

3,2

12,0

14,4

20,0

80

60

120

4,8

18,0

21,6

30,0

100

150

300

12,0

45,0

54,0

75,0

150

250

500

20,0

75,0

90,0

125,0

200

400

800

32,0

120,0

144,0

200,0

250

600

1200

48,0

180,0

216,0

300,0

300

1000

2000

80,0

300,0

360,0

500,0

400

1500

3000

120,0

450,0

540,0

750,0

500

- Tabela 4 -

 

Observe que existem dois tipos de hidrômetro com o mesmo diâmetro e vazão nominal. É o medidor de Qn = 15 m3/h e diâmetro = 50 mm (2") que é dito de baixa vazão quando se fala do medidor taquimétrico multijato e de alta vazão quando ele for do tipo Woltmann de turbina vertical ou horizontal. Observe também que as coincidências estão apenas no diâmetro, vazão nominal e vazão máxima. Para as outras vazões e capacidades existem diferenças consideráveis.

Os medidores de alta vazão classe C estão definidos, segundo as normas brasileiras, para vazões nominais de 15 m3/h a 150 m3/h, nos diâmetros de 50 mm a 150 mm. Já os medidores classe A e B estão previstos para todas as vazões de 15 a 1.500 m3/h.

Nas tabelas 4, 5 e 6 estão as vazões dos hidrômetros de alta vazão e na Figura 2 está o gráfico das faixas de trabalho destes medidores. Nesta figura estão agrupados no eixo vertical, além das vazões, os correspondentes diâmetros dados, em polegadas e milímetros.

Hidrômetros de Alta Vazão - Classe B

Qn

Qmáx.

Qmín.

Qt

Qit

Qst

DN

(m3/h)

(m3/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

(mm)

15

30

0,45

3

3,6

7,5

50

25

50

0,75

5

6,0

12,5

65

40

80

1,20

8

9,6

20,0

80

60

120

1,80

12

14,4

30,0

100

150

300

4,50

30

36,0

75,0

150

250

500

7,50

50

60,0

125,0

200

400

800

12,00

80

96,0

200,0

250

600

1200

18,00

120

144,0

300,0

300

1000

2000

30,00

200

240,0

500,0

400

1500

3000

45,00

300

360,0

750,0

500

- Tabela 5 –

 

Hidrômetros de Alta Vazão - Classe C

Qn

Qmáx.

Qmín.

Qt

Qit

Qst

DN

(m3/h)

(m3/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

(L/h)

(mm)

15

30

0,090

0,225

0,270

7,5

50

25

50

0,150

0,375

0,450

12,5

65

40

80

0,240

0,600

0,720

20,0

80

60

120

0,360

0,900

1,080

30,0

100

150

300

0,900

2,250

2,700

75,0

150

- Tabela 6 -

 

- Figura 2 - Gráfico para Dimensionamento de Hidrômetros de Qn=15 a 1500 m3/h

Voltar

 

 

A utilização do gráfico das faixas de trabalho dos medidores de alta vazão é similar ao que foi proposto para os hidrômetros de Qn = 0,6 a 15 m3/h. Basta conhecer a vazão de trabalho a partir do perfil de consumo do cliente, para chegar ao medidor correto, utilizando as tabelas e os gráficos aqui apresentados para fazer o dimensionamento ou redimensionamento desejados.

Bibliografia:

1 Água, Micromedição e Perdas, autor: Antônio Linus Rech, 2ª edição: Scortecci Editora, 196 páginas, Maio/1999, São Paulo.

2 NBR 14005 – Medidor velocimétrico para água fria, de 15 m3/h a 1.500 m3/h de vazão nominal – ABNT, Novembro/1997, Rio de Janeiro.

 

Curriculum:

 Antonio Linus Rech é Engenheiro Mecânico, Administrador de Empresas e Administrador Público.

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