VOLUME DE ÁGUA E AR EM LEITURA DE HIDRÔMETRO

TRABALHO INTERDISCILINAR PROJETO APLICADO

INSTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA

AFERIÇÃO DE VOLUME DE ÁGUA E AR EM LEITURA DE HIDRÔMETRO

CURSO: Engenharia Elétrica

Daniel Filipe de Araújo Faria, Leonardo de Sousa Divino, Roney Júnior de Oliveira Alves e Walercy Rodrigues Oliveira

Professor PA Orientador: Marcelo Drummond Martins

Professores Co-orientadores: Ivair José de Souza e José Augusto Leão

Resumo – Baseando-se nas medições do volume de água consumida em uma residência, propôs-se a aferição de um hidrômetro através de protótipo, para identificar sua precisão quanto a medição de água e as possíveis interferências de ar na tarifação do consumo final.

Palavras-chaves – Hidrômetro, bloqueador de ar, erro de medição e aferição, tarifa e consumo de água, eficiência na distribuição de água.

1. Introdução

Erros de medição são situações que possuem grande influência na engenharia. Eles podem ocorrer por erro de medição, imprecisão ou falha dos equipamentos. Esses erros impactam no faturamento das empresas ou na conta do consumidor, o que merece grande relevância.

Analisando os erros de medição ocasionados por imprecisão ou falha nos equipamentos, propôs-se aferir a medição de vazão em um hidrômetro, a verificação de sua precisão na medição do volume de água e a influência do ar, que pode estar presente nas tubulações de distribuição de água. Pretende-se verificar também a eficiência do bloqueador de ar, que é um dispositivo instalado posteriormente ao hidrômetro e busca retirar o ar da tubulação.

Os hidrômetros também são sensíveis ao fluxo de ar presentes na tubulação. Dessa maneira, caso uma torneira seja aberta na falta de água no sistema, ao invés de água haverá a passagem de ar pelo hidrômetro, registrando uma variação no volume medido e o cliente pagará sem ter consumido água. (Adaptado de SIRTOLI, 2016).

Os objetivos deste trabalho circundam na aferição do hidrômetro através da montagem de um protótipo, utilizando-se de um medidor de vazão digital interligado a um Arduíno, que mostrará os valores medidos através de um display. Será verificada também a influência de ar na tarifação da concessionária de saneamento básico, destacando-se secundariamente a eficácia de um bloqueador de ar.

2. Referencial Teórico

Para saber o volume mensal consumido, é feito o seguinte procedimento: uma vez por mês, o leiturista da companhia distribuidora de água verifica a marcação do hidrômetro. A concessionária tem em seu sistema o volume registrado no hidrômetro da última leitura e com base nisso, é calculado o volume mensal consumido de acordo com a equação:

(Volume mensal) = (Volume registrado na leitura atual) - (Volume registrado na última leitura)

A tarifação da conta de água depende da classe de consumo e do volume consumido. A tarifação de esgoto é calculada com base na quantidade consumida de água e também depende da classe de consumo, como exemplifica a Tabela I, demonstrando os valores aplicados pela COPASA.

Tabela I – Tabela Tarifária da COPASA

Fonte: COPASA, 2015

EDC: esgoto dinâmico com coleta - coluna 2

EDT: esgoto dinâmico com coleta e tratamento - coluna 3

OBS: ou é aplicada a tarifa EDC ou a EDT. A EDC é aplicada em locais onde só há a coleta de esgoto, e a EDT é aplicada em locais onde além da coleta existe também o tratamento do esgoto.

A presença de ar na tubulação de água pode decorrer de diversos fatores. Antes de tudo, é importante ressaltar que águas naturais na temperatura em torno de 20°C contém ar dissolvido, cuja saturação fica em volta de 2% em termos de volume e que pode ser liberado caso haja diminuição da pressão e/ou aumento da temperatura da água durante o escoamento. Levando isso em consideração, há outras formas com que o ar entra na tubulação:

• Pelo enchimento ou esvaziamento das adutoras (canal ou conjunto de tubos que fazem o transporte do líquido) e trechos da rede de distribuição;

• Pelo baixo nível de água nos reservatórios que causam um movimento de redemoinhos;

• Durante a formação de ressaltos hidráulicos (escoamentos torrenciais para fluviais, caracterizado por entrada de ar dos ambientes) em trechos das adutoras;

• Quando da utilização de águas naturais de qualidade inferior, pela formação de gás por meio da atividade biológica;

• Em trechos das adutoras e redes de distribuição nos quais ocorrem pressão negativa (retirada de ar do interior dos ambientes);

• Em menor monta, pelo processo de cavitação das bombas (queda de pressão liberando ondas de choque provocando danos à superfície atingida). (SIRTOLI, 2016)

Existem diversos padrões de escoamento de água e ar, dependendo da posição do tubo em que se encontram. O escoamento na posição vertical apresenta maior simetria em relação ao eixo da tubulação. Na posição inclinada também, com exceção da limitação ou total supressão do escoamento de bolhas. Os escoamentos na posição horizontal mostram padrões não simétricos, representados na Figura 1.

Figura 1 – Padrões de escoamento de ar/água em tubulações horizontais

Fonte: (SIRTOLI, 2016)

Sendo importante considerar que os padrões de escoamento de ar e água nas tubulações, influenciam na velocidade do deslocamento do ar, que tem que atingir um valor mínimo para que possa ser removido. (LOPES, 2011)

3. Materiais e Métodos ou Metodologia

Através de uma análise de dados quantitativa, feita pela coleta de dados de medição do hidrômetro, a motivação deste projeto é identificar possíveis problemas de aferimento do mesmo, sendo que é possível verificar que o hidrômetro é capaz de medir além da água, o ar, o que pode interferir em sua medição final, alterando a correta tarifação da companhia