Avaliação de Erros de Sub-Contagem em Contadores...

Departamento

de Engenharia Civil

Avaliação de Erros de Sub-Contagem em Contadores de Água Domésticos

Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em

Construção Urbana

Autor

Ana Maria Tavares Henriques Sousa

Orientador

Prof. Doutor Joaquim José de Oliveira Sousa

Instituto Superior de Engenharia de Coimbra

Coimbra, Dezembro de 2011

“…Se não podes ser o que és,

sê com sinceridade o que podes…”

Ibsen

Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores AGRADECIMENTOS

Ana Sousa v

AGRADECIMENTOS

A terminar esta tese de mestrado existem pessoas e, de certa forma, atitudes que não podem ser postas de parte e merecem ser realçadas. Portanto, os meus sinceros agradecimentos:

Ao Professor Doutor Joaquim Sousa, pela sua sábia e competente orientação, paciência, incentivo e, sempre que possível, pelo tempo que me dedicou, caso contrário a realização deste trabalho não seria possível.

À Professora Doutora Filomena Canova pela ajuda, orientação e interesse demonstrado durante a realização da dissertação.

À empresa Águas de Coimbra por fazer com que este trabalho fosse realizado. A disponibilidade dos seus trabalhadores bem como o acesso ao laboratório dos contadores e informação fornecida, foram fundamentais para a realização desta dissertação.

Agradeço aos meus Pais, pelo carinho, apoio, incentivo e confiança que me foram transmitidos pois sem eles nada seria possível.

Ao meu irmão Filipe pela preocupação e amizade demonstrada durante a minha formação.

Ao meu namorado Nelson por estar sempre presente e pelo apoio incondicional.

À minha família em geral, principalmente às minhas riquezas, Diogo e Inês, por fazerem com que os fins-de-semana fossem passados de maneira diferente e mais alegres.

E, finalmente, aos meus amigos de mestrado, em especial à minha Caloira, Cátia Lourenço, pois esteve presente sempre que precisei, ajudando nos bons e maus momentos com os quais me fui deparando.

A todos, um Muitíssimo Obrigada!!

Ana Sousa,

Coimbra, 2011.

Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores RESUMO

Ana Sousa vii

RESUMO

O controlo e redução das perdas em sistemas de abastecimento de água têm um impacto fundamental para a sustentabilidade das Entidades Gestoras. Nos dias de hoje, o consumo de água é cada vez maior, logo há que encontrar medidas para o combate ao desperdício da mesma, pois a água, apesar de ser um recurso natural, é, também, um recurso escasso.

As perdas de água englobam as Perdas Reais e as Perdas Aparentes. Neste trabalho são focadas as Perdas Aparentes, uma vez que a imprecisão na medição por parte dos contadores de água origina o problema de sub-contagem e os erros de sub-contagem de contadores de água domésticos representam uma parcela significativa destas mesmas perdas. Então, há que combater estes erros de forma a combater o desperdício de água e despesas acrescidas tanto para as entidades gestoras como para os consumidores.

Na presente dissertação apresenta-se um estudo de caso onde se testa uma amostra de contadores para determinação do erro de sub-contagem e identificação de possíveis causas que levam a este erro.

Palavras – Chave:

Perdas de Água Aparentes, contadores, erros de sub-contagem.

Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores ABSTRACT

Ana Sousa ix

ABSTRACT

The control and reduction of losses in water supply systems have a major impact to the sustainability of the water companies. Nowadays, water consumption is growing, so measures must be found to fight waste, since water, although it is a natural resource, it is also a scarce resource.

Water losses include Real Losses and Apparent Losses. This work is focused in the apparent losses, since the imprecision in the measurement of the water meters leads to the problem of sub-metering and the errors of sub-metering of domestic water meters represent a significant portion of the Apparent Losses. So we must fight these errors in order to fight water waste and the increased costs for both water companies and consumers.

This dissertation presents a case study where a sample of water-meters were tested to determine the sub-metering error and identify the possible causes for this error.

Keywords:

Apparent Losses, water meters, sub-metering errors.

Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores ÍNDICE

Ana Sousa xi

ÍNDICE

AGRADECIMENTOS ............................................................................................................. v

RESUMO ................................................................................................................................. vii

ABSTRACT ............................................................................................................................. ix

ÍNDICE DE FIGURAS ......................................................................................................... xiii

ÍNDICE DE QUADROS ........................................................................................................ xv

SIMBOLOGIA ..................................................................................................................... xvii

ACRÓNIMOS ........................................................................................................................ xix

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 1

1.1 Enquadramento ............................................................................................................ 1

1.1.1 A Água no Mundo ................................................................................................ 2

1.1.2 Problemas na origem da incorrecta medição do consumo de água ...................... 4

1.2 Objectivo ...................................................................................................................... 4

1.3 Organização da Dissertação ......................................................................................... 5

2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ....................................................................................... 7

2.1 Perdas de Água em Sistemas de Abastecimento .......................................... 7

2.1.1 Balanço hídrico – componentes ............................................................................ 7

2.1.1.1 Perdas aparentes ............................................................................................ 9

2.1.1.2 Factores que influenciam as perdas aparentes nos sistemas de abastecimento ................................................................................................................. 9

2.2 Noção de Micromedição ............................................................................... 12

2.2.1 Contadores .......................................................................................................... 12

2.2.1.1 Definição de Contador ................................................................................ 12

2.2.1.2 Tipos de contadores - características construtivas e princípio de funcionamento .............................................................................................................. 14

2.2.1.2.1 Contadores Volumétricos ...................................................................... 14

ÍNDICE Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores

xii

2.2.1.2.2 Contadores de Velocidade .................................................................... 20

2.2.1.2.3 Contadores Conjugados ........................................................................ 30

2.2.1.2.4 Contadores estáticos ou caudalímetros ................................................. 33

2.2.1.3 Classe metrológica ...................................................................................... 41

3 ERROS DE MEDIÇÃO.................................................................................................. 47

3.1 Micromedição ............................................................................................................ 51

3.2 Sub-contagem ............................................................................................................ 52

3.3 Influência das Características dos Contadores na Sub-Contagem por Diversos Autores ................................................................................................................................. 57

4 ESTUDO DE CASO........................................................................................................ 67

4.1 Descrição do Estudo de Caso .................................................................................... 67

4.2 Análise do Estudo de Caso ........................................................................................ 70

4.3 Erro Global ................................................................................................................ 79

5 CONCLUSÃO ................................................................................................................. 85

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 89

Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores ÍNDICE DE FIGURAS

Ana Sousa xiii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 – Perdas Aparentes. ................................................................................................................................ 1

Figura 1.2 – Distribuição da água no Planeta (adaptado de Barata, 2006). ............................................................. 3

Figura 2.1 – Gráfico representativo de Perdas de Água - Rede de Distribuição a Lisboa ....................................... 7

Figura 2.2 – Exemplos de ligações ilícitas (Campos, 2011). ................................................................................. 10

Figura 2.3 – Fraude no Contador. .......................................................................................................................... 11

Figura 2.4 – Curva típica de erros de contadores (adaptado de Covas, 2008). ...................................................... 11

Figura 2.5 – Exemplo de um contador (Estevan, 2005). ....................................................................................... 13

Figura 2.6 – Contadores em mau estado de conservação (Campos, 2011). ........................................................... 13

Figura 2.7 – Filtro a montante do contador. .......................................................................................................... 15

Figura 2.8 – Dinâmica da Câmara Volumétrica (Colarejo, 2011). ........................................................................ 16

Figura 2.9 – Funcionamento da Câmara Volumétrica (Colarejo, 2011). ............................................................... 16

Figura 2.10 – (a) Contador Volumétrico – câmara e pistão oscilante; (b) Características do Contador de pistão oscilante (Silva, 2008). ................................................................................................................................ 17

Figura 2.11 – Contadores Volumétricos – DN 15 (Colarejo, 2011). ..................................................................... 17

Figura 2.12 – Componentes interiores de um Contador Volumétrico DN 15. ...................................................... 18

Figura 2.13 – Contador Volumétrico Concêntrico – “Manifold” e adaptador (Colarejo, 2011). .......................... 18

Figura 2.14 – Corte Transversal de um Contador Volumétrico de disco nutante (Estevan, 2005). ....................... 19

Figura 2.15 – Características do Contador Volumétrico de disco nutante (Silva, 2008). ...................................... 20

Figura 2.16 – Contadores de Velocidade Monojacto (Colarejo, 2011). ................................................................ 21

Figura 2.17 – (a) Pormenorização de um Contador do tipo monojacto; (b) Contador do tipo monojacto com tecnologia electrónica (Estevan, 2005). ....................................................................................................... 22

Figura 2.18 – Contador Multjacto DN 15 e DN 50 (Colarejo, 2011). ................................................................... 23

Figura 2.19 – Esquematização de um Contador do tipo multijacto (Estevan, 2005). ............................................ 24

Figura 2.20 – Contadores do tipo Woltmann de eixo horizontal: (a) corte transversal; (b) interior da câmara de medição (Estevan, 2005). ............................................................................................................................. 25

Figura 2.21 – Contador Woltmann em cotovelo (Estevan, 2005). ........................................................................ 25

Figura 2.22 – Contadores do tipo Woltman: (a) tecnologia de eixo vertical; (b) válvula-contador (Estevan, 2005). ..................................................................................................................................................................... 26

Figura 2.23 – Contador Woltmann de grande dimensão de eixo horizontal (DN 400 – DN 800) (Colarejo, 2011). ..................................................................................................................................................................... 26

Figura 2.24 – (a) Contador Proporcional; (b) Relação paralela entre fluxo de circulação (Estevan, 2005). ......... 28

Figura 2.25 – Partes de um Contador Proporcional. .............................................................................................. 29

Figura 2.26 – Vista da secção da entrada de água de um contador tangencial (Estevan, 2005). ........................... 29

ÍNDICE DE FIGURAS Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores

xiv

Figura 2.27 – (a) Contador Conjugado; (b) Configuração Interna (Arregui et al.,2006). ...................................... 31

Figura 2.28 – Contador Conjugado. ....................................................................................................................... 31

Figura 2.29 – Secção transversal de um contador conjugado - caudal baixo e caudal elevado (Arregui, 2006). .. 32

Figura 2.30 – Contador Estático Ultra-sónico em linha (Estevan, 2005). .............................................................. 34

Figura 2.31 – Princípio de funcionamento (Estevan, 2005). .................................................................................. 34

Figura 2.32 – Princípio de funcionamento de um contador ultra-sónico de efeito Doppler (Arregui et al., 2006). ..................................................................................................................................................................... 36

Figura 2.33 – Perfil de velocidade obtido através do efeito Doppler (Arregui et al., 2006). ................................. 36

Figura 2.34 – Princípio de funcionamento de um Contador Electromagnético (Estevan, 2005). .......................... 38

Figura 2.35 – Componentes de um Contador Electromagnético (Estevan, 2005). ................................................ 39

Figura 2.36 – Curva de erro de um contador (QN = 1,5 m3/h) e Classes Metrológicas (ISO 4064). ...................... 43

Figura 2.37 – Classificação metrológica segundo a EN 14154. ............................................................................ 45

Figura 3.1 – Ensaio de contadores de água. ........................................................................................................... 47

Figura 3.2– Indicação do volume real. ................................................................................................................... 48

Figura 3.3 – Curva de erro típica de um contador. ................................................................................................ 49

Figura 3.4 – Curva de erros (Alves et al., 2004). ................................................................................................... 49

Figura 3.5 – Curva típica de exactidão de contadores de água (Rizzo et al., 2004). ............................................. 50

Figura 3.6 – Instalação inclinada dos contadores de água (Estevan, 2005). .......................................................... 53

Figura 3.7 – Instalação de contadores em posição vertical (Estevan, 2005). ......................................................... 54

Figura 3.8– Efeito da deposição calcária na curva de erros de um contador de velocidade (monojacto). ............. 55

Figura 3.9 – (a) Deposições calcárias no corpo do contador; (b) Filtro de entrada obstruído (Estevan, 2005). .... 55

Figura 3.10 – Evolução da sub-contagem por grupos etários (Taborda, 1998). .................................................... 61

Figura 3.11– Curvas de erros dos contadores nas posições de operação (Mello, 2000). ....................................... 63

Figura 3.12 – Caudal amortecido pelo reservatório predial (Arregui et al., 2005). ............................................... 65

Figura 4.1 – Contadores em série na bancada do laboratório da Águas de Coimbra. ............................................ 69

Figura 4.2 – Erros de todos os contadores de água em função do caudal e da idade. ............................................ 72

Figura 4.3 – Erros de sub-contagem de contadores de água compreendidos entre os -20% e os 5%. ................... 72

Figura 4.4 – Linhas de erros dos contadores. ......................................................................................................... 75

Figura 4.5 – Leituras anteriores e posteriores à substituição dos contadores. ........................................................ 78

Figura 4.6 – Caudais relativos ao consumo de água de uma amostra de dez residências. ..................................... 81

Figura 4.7 – Peso de cada uma das classes de caudal no consumo total medido. .................................................. 82

Figura 4.8 – Erro por Idade do Contador. .............................................................................................................. 84

Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores ÍNDICE DE QUADROS

Ana Sousa xv

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 2.1 - Componentes do balanço hídrico (Guia do IRAR). ........................................................................... 8

Quadro 2.2 – Comparação entre os Contadores Mecânicos e os Contadores Electrónicos (Estevan, 2005). ........ 22

Quadro 2.3 – Características de funcionamento de um Woltmann horizontal. ..................................................... 27

Quadro 2.4 – Características de funcionamento de um Woltmann vertical. .......................................................... 27

Quadro 2.5 – Especificações Técnicas de um Contador Tangencial. .................................................................... 30

Quadro 2.6 – Principais características dos instrumentos de medida. ................................................................... 40

Quadro 2.7 – Classes Metrológicas (Norma NP 2468 ou ISO 4064). ................................................................... 42

Quadro 2.8 – Caudal Permanente Q3 (m3/h) segundo a EN 14154........................................................................ 44

Quadro 2.9 – Rácio Q3/Q1 segundo a EN 14154. .................................................................................................. 44

Quadro 3.1 – Comparação de diversos contadores (NP 2468). ............................................................................. 50

Quadro 3.2– Influência da posição de instalação sobre a curva de erros. .............................................................. 54

Quadro 3.3 - Índices de sub-contagem (%) em contadores de velocidade, considerando-se categorias de consumo estratificadas (Sanchez et al., 2000, modificado)......................................................................................... 59

Quadro 3.4 – Perda de precisão em contadores domésticos devido à inclinação (Arregui et al., 2005, modificado). ................................................................................................................................................. 64

Quadro 4.1- Elementos constituintes da rede. ....................................................................................................... 67

Quadro 4.2 – Dados dos contadores substituídos. ................................................................................................. 70

Quadro 4.3 – Amostra de Contadores usados na análise de estatística. ................................................................. 74

Quadro 4.4 - Quadro representativo do Teste de Multivariáveis. .......................................................................... 76

Quadro 4.5 – Quadro representativo do teste de esfericidade. .............................................................................. 77

Quadro 4.6 – Percentagem de Contadores substituídos. ........................................................................................ 79

Quadro 4.7 – Caudais distribuídos pelas respectivas classes de caudais ensaiadas. .............................................. 80

Quadro 4.8 – Erro dos contadores por idade. ........................................................................................................ 83

Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores SIMBOLOGIA

Ana Sousa xvii

SIMBOLOGIA

B – Intensidade;

c –Velocidade de Propagação;

D – Diâmetro;

E – Erro;

E – Tensão;

f – Frequência;

K – Factor de calibração;

L – Comprimento;

Li – Leitura inicial;

Lf – Leitura final;

Q – Caudal;

Qmáx – Caudal máximo;

Qmín – Caudal mínimo;

QN – Caudal nominal;

Qt – Caudal de transição;

t1 – Tempo de trânsito 1;

t2 – Tempo de trânsito 2;

VR – Volume real;

∆� – Diferença de tempos de trânsito.

Avaliação de Erros de Sub-Contagem de Contadores ACRÓNIMOS

Ana Sousa xix

ACRÓNIMOS

ANCN – Associação Nacional de Conservação da Natureza;

APDA – Associação Portuguesa de Distribuição e Drenagem;

AWWA – American Water Works Association;

DN – Diâmetro Nominal;

EPAL – Empresa Portuguesa das Águas Livres, SA;

ERSAR – Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos;

FF – Ferro Fundido;

FFD – Ferro Fundido Dúctil;

FIB – Fibrocimento;

INAG – Instituto Nacional da Água;

INMETRO – Instituto Nacional de Metrologia;

IRAR – Instituto Regulador de Água e Resíduos;

IWA – International Water Association;

LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil;

PEAD – Polietileno de Alta Densidade;

PVC – Policloreto de Vinilo;

ZMC – Zona de Medição e Controlo.

CAPÍTULO 1

Ana Sousa 1

1 INTRODUÇÃO

1.1 Enquadramento

As Entidades Gestoras têm um papel fundamental relativamente ao controlo das perdas de água pois a eficiência na gestão dos sistemas de abastecimento faz com que haja, também, precisão e qualidade no que diz respeito à facturação dos volumes de água realmente consumidos. O combate à redução das Perdas de Água, nomeadamente das Perdas Aparentes, é bastante importante para a sustentabilidade das Entidades Gestoras, visando um melhor desempenho a nível económico. Refiro Perdas Aparentes, pois esta dissertação tem como objectivos avaliar os erros de sub-contagem de contadores de água domésticos, erros esses que se integram nas Perdas Aparentes e, também, medidas para os combater. Importa referir que as Perdas Aparentes são bastante difíceis de detectar, logo mais difíceis de combater e/ou prevenir.

Figura 1.1 – Perdas Aparentes.

As Perdas Aparentes podem ser devidas a várias causas, nomeadamente, a consumos não autorizados e a erros de medição.

Relativamente a consumos não autorizados são contemplados o estabelecimento e uso de ligações ilícitas, bem como a utilização fraudulenta de marcos e bocas-de-incêndio. Estes podem ser encontrados quer em locais particulares quer em locais públicos. As ligações

Introdução

2

ilícitas ocorrem principalmente em zonas de construção clandestina e, também, em zonas em que existe pouca ou nenhuma segurança. Quanto ao uso fraudulento de marcos e bocas-de-incêndio, é cada vez mais frequente o enchimento de tanques de veículos para posterior rega ou lavagem de ruas ao invés de serem apenas utilizados por bombeiros em caso de necessidade.

As Perdas Aparentes devidas a erros de medição englobam os próprios erros de medição dos contadores em condições normais de funcionamento; erros de medição devido ao mau dimensionamento ou instalação de contadores; os próprios erros de leitura e/ou registo por parte do funcionário; erros de medição por avaria “natural” ou por vandalismo para com o medidor; falta de leituras devido ao acesso a contadores, por estes se encontrarem no interior das residências.

Por outro lado, a qualidade da água e as condições climatéricas adversas que afectam o rigor dos contadores e a ausência de aferições periódicas e manutenção dos contadores são, também, causas frequentes das Perdas Aparentes.

Um conceito importante de aqui referir, é a sub-contagem. Por vezes, a existência de reservatórios domiciliares bem como fugas ou extravasamentos no interior das habitações são susceptíveis de sub-contagem, pois o caudal que passa no contador é muito baixo e constante mas os erros de medição apresentados são elevados.

1.1.1 A Água no Mundo

A água é um recurso natural com um papel fundamental no desenvolvimento das civilizações e ocupa cerca de ¾ da superfície do nosso Planeta englobando oceanos, mares, rios, lagos e, no caso de zonas subterrâneas, poços, lençóis de água, aquíferos. A água é extremamente importante, pois é um bem essencial à vida e deve ter-se sempre em mente a sua importância e a sua preservação, pois sem ela não seria possível a existência da vida na Terra. Para tal, é imprescindível o combate às perdas de água nos sistemas de abastecimento, bem como a detecção e reparação de fugas e/ou roturas aí existentes.

A escassez dos recursos hídricos em algumas regiões, bem como a necessidade de preservação das águas e da sustentabilidade das empresas de saneamento/Entidades Gestoras, geram cada vez mais a preocupação da sociedade, principalmente em zonas ou regiões de grande densidade populacional, sendo, portanto, extremamente importante a gestão e o controlo do uso da água.

Para uma boa gestão e controlo do consumo de água é necessário proceder à correcta medição da água consumida. Os volumes de água devidamente medidos e controlados são essenciais no combate ao desperdício da mesma, pois permitem medir efectivamente os volumes de água consumidos sem recorrer a taxas e estimativas de água consumida.

Introdução CAPÍTULO 1

Ana Sousa 3

Para além de ser um recurso natural, a água é também um recurso escasso, isto é, apesar de existir uma grande quantidade de água no nosso Planeta, apenas uma pequena parte poderá ser própria para consumo. A Figura 1.2 ilustra que 97% da água existente na Terra é salgada, distribuída por mares e oceanos, logo imprópria para consumo, e apenas 3% equivale a água doce. Importa referir que, destes 3% de água doce, somente 1% da água se encontra à superfície, sob a forma de lagos e rios, estando a restante por baixo da mesma, em aquíferos.

Figura 1.2 – Distribuição da água no Planeta (adaptado de Barata, 2006).

No século XX a população mundial triplicou e, consequentemente, o consumo da água aumentou em seis vezes, daí haver conflitos e disputas pela água. Por outro lado, a distribuição de água pelo Planeta não é uniforme pois em países desenvolvidos o consumo da mesma é bastante superior comparando com países subdesenvolvidos.

No Quadro 1.1, apresentam-se médias do consumo de água em vários continentes, verificando-se que em regiões como o continente africano a média do consumo de água é bastante reduzida, ao contrário de países do continente americano onde o consumo de água pode chegar aos 2000 l/hab./dia.

Introdução

4

Quadro 1.1 – Consumo de água per capita (l/hab./dia) (adaptado de Costa, 2007).

Locais Consumo de Água

[l/hab./dia]

Continente Africano 10 a 15

Portugal 161

Austrália 270

Canadá 300

Nova Iorque 2000

Escócia 410

1.1.2 Problemas na origem da incorrecta medição do consumo de água

Os problemas relacionados com a incorrecta medição do consumo de água podem ser classificados quanto à sua origem, quanto a falhas do sistema de abastecimento e quanto ao sistema de medição (contadores).

Relativamente à origem, estes problemas devem-se a fraudes, ao vandalismo e até mesmo à dificuldade existente em conseguir ter acesso à leitura e/ou manutenção dos contadores, que posteriormente levam a uma incorrecta colheita de dados e consequentemente errada leitura do consumo.

Quanto a falhas do sistema de abastecimento de água, estas têm em consideração as variações bruscas de pressão, o abastecimento não contínuo e inconstante, a desagregação dos materiais ferrosos e a ocorrência de roturas na rede.

Os problemas resultantes do sistema de medição, ou seja, devido aos contadores instalados/existentes, devem-se a defeitos de fabrico, ao desgaste dos mesmos, condicionado pelo seu próprio uso, à vida útil ultrapassada, contadores mal dimensionados, instalação incorrecta e até mesmo à baixa qualidade dos equipamentos.

1.2 Objectivo

Este trabalho, tendo por base problemas de sub-contagem e Perdas de Água Aparentes, consiste numa avaliação de erros de sub-contagem de contadores de água domésticos e na procura de causas que possam levar à existência destes erros, bem como o combate a estes mesmos erros. Para uma melhor avaliação destes erros de medição, recorreu-se a um estudo

Introdução CAPÍTULO 1

Ana Sousa 5

de caso onde foram ensaiados e avaliados os erros de contadores de uma amostra, provenientes de residências de uma zona de Coimbra.

1.3 Organização da Dissertação

A presente dissertação encontra-se organizada em cinco Capítulos.

Neste primeiro Capítulo, faz-se um enquadramento geral acerca das Perdas de Água Aparentes e, dentro destas, dos erros de sub-contagem. A importância da água é, também, aqui abordada, ou seja, como esta é fundamental para o desenvolvimento da civilização e os problemas originados pela incorrecta medição do consumo de água. Para tal, há que tomar medidas para o combate às Perdas de Água. Ainda neste Capítulo encontra-se o objectivo desta dissertação que se foca no problema de sub-contagem.

Os Capítulos 2 e 3 correspondem a uma pesquisa bibliográfica acerca do tema em estudo. No Capítulo 2 faz-se referência às perdas existentes em sistemas de abastecimento de água, nomeadamente, as Perdas Aparentes, factores que influenciam as Perdas Aparentes e o combate para essas mesmas perdas. São também descritos os vários tipos de contadores existentes, bem como as suas classes metrológicas.

No Capítulo 3 são referidos os erros de sub-contagem e a noção de micromedição.

O Capítulo 4 refere-se à descrição, bem como à análise do estudo de caso.

Finalmente, o Capítulo 5 apresenta as conclusões finais da dissertação.

Introdução

6

CAPÍTULO 2

Ana Sousa 7

2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS

2.1 Perdas de Água em Sistemas de Abastecimento

As perdas de água nos sistemas de abastecimento constituem uma das principais fontes de ineficiência por parte das Entidades Gestoras, devendo-se ao envelhecimento das redes, à falta de manutenção dos sistemas, inexistência ou ineficiência de um sistema de gestão de fugas/roturas e, também, devido à existência de contadores mal dimensionados ou com vida útil esgotada. Mesmo em países desenvolvidos as perdas podem ascender a valores da ordem dos 20% a 40 % da água total que dá entrada no sistema.

Figura 2.1 – Gráfico representativo de Perdas de Água - Rede de Distribuição a Lisboa

em 2003.

2.1.1 Balanço hídrico – componentes

O balanço hídrico é um método importante para a contabilização e análise de perdas de água. O seu cálculo é feito, normalmente, para períodos de 12 meses, representando, assim, a média anual no que diz respeito a cada componente.

As perdas de água dividem-se em Perdas Reais e Perdas Aparentes. Perdas Reais correspondem às perdas físicas de água até ao contador do cliente quando o sistema se encontra pressurizado. As Perdas Aparentes incluem todo o tipo de imprecisões associadas às medições da água produzida e da água consumida e ao consumo não autorizado, nomeadamente, por uso ilícito ou por furto.

A Água Não Facturada é a diferença entre a água que entra no sistema e o consumo autorizado facturado. Inclui não só as Perdas Reais e Aparentes mas também, o Consumo Autorizado Não Facturado, como se pode ver pelo quadro seguinte:

Fundamentos Teóricos

8

Quadro 2.1 - Componentes do balanço hídrico (Guia do IRAR).

A B C D E

Água entrada no

sistema [m3/ano]

Consumo autorizado

[m3/ano]

Consumo autorizado facturado

[m3/ano]

Consumo facturado medido (incluindo água exportada)

[m3/ano] Água facturada

[m3/ano]

Consumo facturado não medido

[m3/ano]

Consumo autorizado não

facturado

[m3/ano]

Consumo não facturado medido

[m3/ano]

Água não facturada (perdas comerciais) [m3/ano]

Consumo não facturado não medido

[m3/ano]

Perdas de água [m3/ano]

Perdas aparentes

[m3/ano]

Uso não autorizado

[m3/ano]

Erros de medição

[m3/ano]

Perdas reais

[m3/ano]

Fugas nas condutas de adução e/ou distribuição

[m3/ano]

Fugas e extravasamentos nos reservatórios de adução e/ou

distribuição

[m3/ano]

Fugas nos ramais de ligação (a montante do ponto de

medição)

[m3/ano]

Fundamentos Teóricos CAPÍTULO 2

Ana Sousa 9

2.1.1.1 Perdas aparentes

Perda Aparente, também conhecida por Perda não-física, é o volume de água produzido, consumido mas não contabilizado pelos aparelhos de medição e, consequentemente, pelas Entidades Gestoras, não sendo assim facturado.

Este consumo não facturado pode ocorrer devido a ligações ilícitas/clandestinas (consumos não autorizados), ao uso fraudulento de marcos e bocas de incêndio e a erros de medição por parte dos contadores, que podem sofrer alterações devido à qualidade da água ou às condições climatéricas a que estão expostos, e até mesmo à incorrecta instalação ou dimensionamento dos mesmos.

2.1.1.2 Factores que influenciam as perdas aparente s nos sistemas de abastecimento

Os factores que influenciam as Perdas Aparentes nos sistemas de abastecimento de água são: os consumos não autorizados, nomeadamente, ligações ilícitas e uso fraudulento de bocas-de-incêndio e de rega localizadas quer em locais públicos, quer em particulares; os erros de medição, isto é, macromedição à saída de reservatórios, estações elevatórias ou à entrada de zonas de medição e controlo (ZMC) e micromedição (contadores dos consumidores); e os erros de leitura ou processamento de dados de medição.

Consumos não autorizados

- Existência de ligações ilícitas/clandestinas

As ligações ilícitas são concebidas a partir do sistema de distribuição, sem o conhecimento e autorização das Entidades Gestoras e, por vezes, com a ausência de um meio/aparelho de medição. Frequentemente, são feitas em paralelo com os contadores já existentes.


10

Figura 2.2 – Exemplos de ligações ilícitas (Campos, 2011).

- Uso fraudulento de marcos ou bocas-de-incêndio

Os marcos ou bocas-de-incêndio deverão ser usados apenas por pessoas autorizadas, nomeadamente, os bombeiros. No entanto, pessoas não autorizadas recorrem ilicitamente a estes para regas, para enchimento de tanques e/ou lavagem de ruas.

Erros de medição

As possíveis causas dos erros de medições incluem:

- erros causados pela escolha errada do tipo de contador e pela incorrecta instalação dos mesmos. Estes devem ser instalados por pessoas qualificadas pois o facto de uma incorrecta instalação ou ligeiro desalinhamento, pode levar a graves erros de medição;

- erros por deficiente dimensionamento ou instalação de caudalímetros na rede: sobredimensionamento provoca sub-contagem (devem ser dimensionados para v = 0,3 e 12 m/s dependendo do tipo; é comum reduzir-se a secção da conduta para aumentar a velocidade do caudalímetro); o caudalímetro deve atender à flutuação diária do consumo da rede; o contador deve atender ao diagrama de consumo na habitação (influência dos reservatórios domiciliários).

- erros de medição devido a avarias naturais, nomeadamente, a incrustação, o desgaste e envelhecimento dos contadores, ou por violação dos equipamentos;


Ana Sousa 11

- erros de medição devido a avarias provocadas, nomeadamente, por violação ou manipulação dos equipamentos;

Figura 2.3 – Fraude no Contador.

- erros por falta de manutenção ou substituição periódicas dos medidores;

- leituras em falta por dificuldade de acesso aos contadores localizados no interior das habitações;

- erros de leituras ou registo;

Figura 2.4 – Curva típica de erros de contadores (adaptado de Covas, 2008).


12

O combate às perdas aparentes inclui:

� Relativamente a erros de sub-contagem:

- Substituição periódica do parque de contadores e medidores;

- Utilização de equipamentos de medição mais precisos;

- Dimensionamento e instalação adequados dos medidores;

- Melhoria dos procedimentos de recolha e processamento de dados;

� Relativamente a ligações ilícitas:

- Inspecção de ligações ilegais à rede;

- Aplicação de sanções severas nos casos de ligações clandestinas;

2.2 Noção de Micromedição

Micromedição define-se como a leitura do consumo utilizado no ponto de abastecimento do utilizador, independentemente da categoria (seja comercial, residencial, pública ou industrial) ou da faixa de consumo e é contabilizada normalmente por um contador, também conhecido por micromedidor.

No capítulo seguinte serão abordadas várias noções de Micromedição segundo vários autores.

2.2.1 Contadores

2.2.1.1 Definição de Contador

O contador é um meio de medição, ou seja, é um instrumento concebido para medir de forma contínua e indicar o volume de água por ele atravessado, nas condições normais de funcionamento, pela NP EN 14154 – 1: 2005 + A1 2008.

Um contador inclui, pelo menos, o transdutor da medição, o calculador (incluindo um dispositivo de regulação ou correcção, caso exista) e um dispositivo indicador. Estes três dispositivos podem estar em alojamentos diferentes.


Ana Sousa 13

Figura 2.5 – Exemplo de um contador (Estevan, 2005).

Figura 2.6 – Contadores em mau estado de conservação (Campos, 2011).

Os contadores são normalmente utilizados com a finalidade de cobrar ao utilizador a água por ele consumida. São assim usados em micromedição, isto é, medição do volume consumido pelos utilizadores.

A medição de água pode ser feita de forma directa, lançando um volume num reservatório de capacidade conhecida ou de forma indirecta, por meio das medições de grandezas influenciadas pela passagem da água (Alves et al., 2004).

Os contadores são classificados segundo algumas características, nomeadamente, características construtivas e o seu princípio de funcionamento (tipos de contadores) e a capacidade de medição ou classe metrológica. Dependendo destas características faz-se a escolha do contador adequado a ser instalado/utilizado.

Existem, ainda, outros instrumentos de medida, que podem ser construídos tendo em conta a concepção mecânica, eléctrica ou electrónica, destinando-se a indicar o caudal instantâneo que passa numa conduta, medindo directamente a velocidade de passagem do fluido. Estes


14

instrumentos de medida são denominados por caudalímetros e apresentam um mostrador, analógico ou digital, onde é indicado o valor instantâneo do caudal. Importa referir que, se um caudalímetro for equipado com um dispositivo totalizador capaz de integrar os diversos valores de caudal, ao longo de um período de tempo, e de os acumular, de forma a permitir leituras intervaladas, então transforma-se num contador.

Os caudalímetros mais correntemente utilizados como contadores de água são os que utilizam os princípios de funcionamento electromagnéticos e os ultra-sónicos, sendo a sua aplicação normalmente mais economicamente viável para diâmetros superiores a DN 200.

2.2.1.2 Tipos de contadores - características const rutivas e princípio de funcionamento

A medição de água em edificações residenciais pode ser feita de forma directa, através de contadores volumétricos ou de forma indirecta, através de contadores de velocidade ou velocimétricos. Estes são classificados em pequeno e grande calibre, consoante se trate de consumo doméstico e industrial/comercial, respectivamente. Normalmente considera-se esta transição no diâmetro 50 mm, embora seja um conceito subjectivo. Os parâmetros precisão na medição, o custo e o tempo de vida útil, são directamente afectados dependendo de se tratar de um contador volumétrico ou de um contador velocimétrico, sendo o primeiro mais preciso.

2.2.1.2.1 Contadores Volumétricos

Os contadores volumétricos são mais precisos que os contadores de velocidade (Rech 1999 e Alves et al., 2004), mas são menos eficientes quando há a passagem de baixos caudais. Relativamente à sua forma construtiva, os contadores volumétricos são mais susceptíveis a defeitos de funcionamento devido à existência de impurezas existentes na água que podem causar o bloqueio do contador e, consequentemente, a falta de água para os consumidores, devendo ser feita a respectiva manutenção. Deste modo, é possível recorrer-se à colocação de filtros para evitar que estas impurezas passem para o contador, evitando assim o bloqueio deste (Figura 2.7).


Ana Sousa 15

Figura 2.7 – Filtro a montante do contador.

No entanto os contadores volumétricos apresentam maior tempo de vida útil, são mais duráveis e são mais exactos. De referir que estes estão menos sujeitos a problemas de instalação devido ao facto de não ser tão importante a posição da montagem, comparando com os contadores de velocidade.

O contador volumétrico baseia-se na passagem contínua da água por uma câmara de medição em que, no interior desta, se encontra um êmbolo circular oscilante (ou êmbolo rotativo). O movimento do êmbolo transmite ao dispositivo indicador o transporte de um determinado volume de água, obtendo-se assim a contagem.

Existem dois tipos de contadores volumétricos, nomeadamente, os de pistão rotativo/oscilatório e os de disco nutante. Os primeiros são os mais comuns e, basicamente, a diferença entre ambos encontra-se no elemento móvel, ou seja, os primeiros possuem um pistão rotativo que gira excentricamente enquanto os segundos realizam um movimento giratório.

Contadores de Pistão Oscilatório/Rotativo

Os contadores de pistão oscilatório são classificados, de acordo com o seu princípio de funcionamento, como contadores de deslocamento positivo. São usados para contabilizar o consumo doméstico e são bastante comuns em diversas partes do mundo.

Esta tecnologia é constituída por uma câmara de medição, um pistão rotativo e uma placa de divisão, e regista o volume de água passado através da contagem do número de vezes que a câmara de medição enche e esvazia. De referir que o volume desta câmara é conhecido/calibrado. Outro elemento fundamental é a existência de um filtro a montante da


16

câmara de medição com o intuito de proteger o pistão rotativo de impurezas ou partículas de areia presentes na água, que poderão impedir a rotação do mesmo.

A parte móvel deste tipo de contador é constituída por um pistão rotativo, com um movimento excêntrico em torno do eixo da câmara de medição, e um orifício de entrada situado junto à placa separadora. A maior pressão da água ocorre à entrada, fazendo girar o êmbolo, ou seja, é excentricamente guiado pela força da água. A placa separadora situada numa abertura existente entre no pistão, é projectada segundo diversos graus, para a finalidade deste giro (Figura 2.9). Enquanto o compartimento esquerdo da câmara é cheio, o compartimento da direita encontra-se vazio e, em cada rotação do pistão, o mesmo volume de água entra e sai da câmara de medição, tendo em conta que ambos os compartimentos não se encontrem cheios em simultâneo.

Figura 2.8 – Dinâmica da Câmara Volumétrica (Colarejo, 2011).

Figura 2.9 – Funcionamento da Câmara Volumétrica (Colarejo, 2011).

Esta tecnologia é a mais precisa para contadores de água volumétricos. A demonstrá-lo, registe-se o facto de os únicos contadores da classe D existentes no mercado serem do tipo pistão rotativo (os contadores mais comuns são da classe C, mas a classe D é ainda mais precisa).


Ana Sousa 17

(a) (b)

Figura 2.10 – (a) Contador Volumétrico – câmara e pistão oscilante; (b) Características do Contador de pistão oscilante (Silva, 2008).

Figura 2.11 – Contadores Volumétricos – DN 15 (Colarejo, 2011).


18

Figura 2.12 – Componentes interiores de um Contador Volumétrico DN 15.

Figura 2.13 – Contador Volumétrico Concêntrico – “Manifold” e adaptador (Colarejo, 2011).

Totalizador hermeticamente

fechado (Contador): Lente

de vidro e caixa em cobre, à prova

de água e de condensação (P

68) permitem permanentemente uma leitura fácil e

eficaz.

Corpo robusto (disponível também

em material termoplástico):

Elevada resistência à pressão.

Comunicação: Pré-equipado com a mira Cyble, permitindo que o contador seja integrado em sistemas de leitura remota através da adição dos módulos respectivos.

Filtro eficaz e de fácil manutenção: Filtro de fácil limpeza e preparado para reter as partículas de maiores dimensões.

Compacto e de fácil manuseamento

Elevada exactidão e desempenho a longo prazo: O pistão apresenta um correcto balanceamento hidrodinâmico garantindo através de um desenho inovador dos elementos constituintes o conjunto de medida o que permite, não só a detecção e medição de caudais extremamente reduzidos (tipicamente, <1l/h) numa gama alargada de caudais, mas também uma estável e elevada exactidão quer a curto quer a longo prazo.


Ana Sousa 19

Contadores de Disco Nutante

Os contadores do tipo disco nutante, tal como os de pistão rotativo, são usados essencialmente para o uso doméstico e são muito comuns em vários países, especialmente na América do Norte.

O consumo é determinado através da contagem do número de ciclos em que a câmara de medição, de volume conhecido, enche e esvazia. O elemento móvel é um disco que oscila em torno do eixo de simetria da câmara, com um movimento semelhante ao de um pião, dividindo-a em compartimentos separados. O fluxo da água entra na câmara de medição por um dos lados, preenche um dos compartimentos e faz o disco girar excentricamente por forma a fechar a entrada da câmara e direccionar a água para a saída desta. De referir que o mesmo compartimento nunca pode ter ambos os orifícios (de entrada e saída) abertos ao mesmo tempo e, por cada rotação do disco, o mesmo volume de água passa através do contador.

Neste tipo de contadores, o dispositivo de medição, é constituído pela câmara de medição, pelo disco e por uma placa de divisão. O disco, normalmente, é fabricado em plástico embora, por vezes, seja metálico. A câmara de medição apresenta uma forma característica, para melhor se adaptar ao movimento do disco. As partes superior e inferior são cónicas e as paredes laterais são curvas/esféricas.

Figura 2.14 – Corte Transversal de um Contador Volumétrico de disco nutante (Estevan, 2005).

Para além do dispositivo de medição, estes contadores também possuem filtros, necessários para evitar partículas em suspensão que podem bloquear o movimento do disco, uma vez que a qualidade da água contribui para a durabilidade e desempenho do contador. Normalmente, estes contadores são construídos em latão ou bronze embora, por vezes, existam em plástico.

Nos contadores de disco nutante, os erros de medição dependem principalmente do ajustamento entre a câmara e o disco e, caso ocorra fuga nestes elementos, vai fazer com que haja diferença entre o volume consumido e o real.


20

A transmissão de dados do movimento do disco ao eixo vertical é sempre feita mecanicamente. Porém, o envio para o totalizador pode também ser feito magneticamente.

Figura 2.15 – Características do Contador Volumétrico de disco nutante (Silva, 2008).

2.2.1.2.2 Contadores de Velocidade

O contador de velocidade ou velocimétrico é outro meio de medição em que é accionado um elemento móvel, pela passagem da água, e cujo movimento é transmitido ao dispositivo indicador. Este tipo de contador pode ser classificado em mecânico ou estático.

Os contadores mecânicos baseiam-se no movimento de uma turbina (ou hélice) provocado pela passagem da água. Estes contadores são construídos por forma a que a transmissão desse movimento ao dispositivo indicador é directamente relacionada com o volume de água passado. Podem ser do tipo turbina monojacto, turbina multijacto ou do tipo Woltmann (hélice).

Contadores do tipo Monojacto

Este tipo de contadores contabiliza o consumo da água ao totalizar o número de voltas que a turbina dá quando a água incide nela. A velocidade da turbina, ao girar, depende do caudal incidente sobre esta. A diferença entre estes contadores e os multijacto deve-se, basicamente, ao facto de a água incidir na turbina sobre um único ponto.

Os contadores mais usados são os de pequeno calibre, nomeadamente de 15 mm com um caudal nominal de 1,5 m3/h. No entanto, é possível encontrar calibres superiores em estabelecimentos industriais ou em estabelecimentos com maior consumo de água.

Normalmente, estes contadores são concebidos para instalação na posição horizontal, com o eixo da turbina na vertical. No entanto, há modelos homologados para instalação em qualquer posição, se bem que à custa da redução da sua precisão.

O dimensionamento destes contadores é fundamental para o bom funcionamento dos mesmos. Deve ter-se em atenção a possibilidade da existência de partículas sólidas em suspensão na


Ana Sousa 21

água, bem como resíduos calcários, que levam à alteração da relação entre o caudal e a velocidade da turbina e, consequentemente, dará lugar a sub-contagem.

Relativamente à sua posição, este tipo de contadores podem encontrar-se desnivelados não afectando a qualidade de medição. A sua forma convergente à entrada regulariza a sua posição, mantendo constante a relação entre o caudal que entra e a velocidade de rotação da turbina.

Os contadores do tipo monojacto são constituídos por um totalizador/transdutor de medição, acoplado ao sistema mecânico que contém a turbina, um visor de leitura, um elemento que isola a área de passagem da água do resto do contador, podendo servir para regularizar a curva de erros, e uma caixa ou corpo em bronze.

Actualmente, alguns fabricantes, com o intuito de melhorar o acabamento do corpo do contador, introduziram moldes em plástico, mas com tolerâncias mais restritas, e, consequentemente, mais susceptível de oscilações e tempo de vida útil da turbina mais reduzido.

Cada volta efectuada pela hélice da turbina corresponde a um volume que é transmitido ao totalizador. Por exemplo, um litro de água pode corresponder a 25 voltas da turbina, registando-se, assim, o volume total consumido.

Figura 2.16 – Contadores de Velocidade Monojacto (Colarejo, 2011).


22

(a) (b)

Figura 2.17 – (a) Pormenorização de um Contador do tipo monojacto; (b) Contador do tipo monojacto com tecnologia electrónica (Estevan, 2005).

Verifica-se, cada vez mais, a substituição de contadores mecânicos por contadores electrónicos, devendo-se ao facto de estes últimos poderem ser mais precisos e apresentarem maiores rendimentos, logo são mais vantajosos para a entidade gestora e mais atractivos no mercado. No quadro seguinte, apresenta-se uma comparação entre os contadores mecânicos e os contadores electrónicos.

Quadro 2.2 – Comparação entre os Contadores Mecânicos e os Contadores Electrónicos (Estevan, 2005).

Contador Mecânico Contador Electrónico

- Suporta apenas leitura remota com emissores de impulsos;

- Podem ser de Classe C na horizontal, mas são de Classe B em posição vertical (com excepções);

- Caudal de arranque 5 a 8 l/h;

- Transmissão mecânica ou magnética. Fricção nas engrenagens do totalizador.

- Não admite ajuste do comportamento metrológico por software.

- Leitura automática mediante “bus”;

- Capacidade de armazenamento de dados e análises de informação;

- Classe C em qualquer posição;

- Caudal de arranque 2 a 3 l/h;

- Um único elemento móvel, a turbina. Não existe fricção mecânica nas engrenagens;

- Possível regulação metrológica através de software.


Ana Sousa 23

Os contadores electrónicos têm como principais vantagens a capacidade de armazenamento e análise das leituras recolhidas e apresentam também um software que permite detectar consumos que se encontram fora da normalidade.

Contadores do tipo multijacto

Os contadores do tipo multijacto são muito utilizados em redes de rega e em estabelecimentos industriais, isto é, onde o consumo de água é superior ao consumo de uma residência e, consequentemente, necessita de instrumentos mais robustos a nível mecânico, podendo o calibre variar de 15 a 50 mm, correspondendo a caudais nominais até 15m3/h.

Figura 2.18 – Contador Multjacto DN 15 e DN 50 (Colarejo, 2011).

À semelhança do que ocorre com os contadores do tipo monojacto, nos contadores do tipo multijacto a velocidade de rotação da turbina depende da velocidade de incidência da água sobre a mesma. De referir que qualquer modificação da relação entre o caudal e a velocidade de entrada na câmara da turbina irá influenciar a curva de erros.

A diferença do funcionamento deste tipo de contadores, comparativamente com os contadores do tipo monojacto, é a forma como a água incide na turbina. Nos contadores do tipo multijacto, a água é projectada na turbina (elemento giratório) em toda a periferia da câmara, conseguindo-se, assim, um funcionamento mais equilibrado da turbina e, consequentemente, um maior tempo de vida útil do contador.

Este tipo de contadores não exige troços rectos de tubo a montante. Muito embora seja comum encontrar instalações inclinadas ou verticais, isso faz com que a vida útil do contador diminua, bem como a sua sensibilidade a baixos caudais. No entanto, quando se trata de caudais médios e altos a curva de erro não é afectada.

A sedimentação das partículas presentes na água ocorre com frequência nos contadores do tipo multijacto. Isto deve-se ao seu funcionamento descontínuo e a diferenças de temperatura nas condutas, levando assim à obstrução da conduta de entrada do contador e, por vezes, ocorre a paragem total do mesmo.


24

Figura 2.19 – Esquematização de um Contador do tipo multijacto (Estevan, 2005).

Os elementos que constituem os contadores do tipo multijacto são o totalizador/transdutor de medição e a turbina. A turbina encontra-se, tal como nos contadores do tipo monojacto, alojada dentro da câmara de distribuição de plástico. A câmara de distribuição apresenta diversas aberturas representativas da passagem da água e contém um filtro com a finalidade de impedir a entrada de partículas sólidas em suspensão e posterior sedimentação das mesmas.

Nos contadores do tipo multijacto, a curva de erro regularizada é obtida devido à presença de um circuito em paralelo que ajusta a percentagem do caudal que incide na turbina consoante um intervalo adequado. Para evitar a obstrução deste circuito, o contador possui um segundo filtro na entrada. No entanto, quando este não é suficiente e a obstrução do circuito ocorre, a velocidade da água que passa através da turbina é maior o que leva a uma maior velocidade de rotação desta e, consequentemente, a erros de contagem positivos.

Contadores do tipo Woltmann

Os contadores do tipo Woltmann adquiriram esta designação em homenagem ao engenheiro Alemão Reinhard Woltmann (1757 – 1830) que introduziu o uso de hélices em canal aberto.

Este tipo de contadores apresenta maior calibre e são usados em instalações onde o consumo de água é bastante elevado. O elemento primário dos contadores do tipo Woltmann, como em todos os contadores velocimétricos, é uma hélice sobre a qual incide o fluxo de água, na

Totalizador

Turbina

Elemento

Corpo do Contador

Filtros

Câmara de distribuição


Ana Sousa 25

direcção axial. A velocidade de giro da hélice dá-se em função do caudal que entra, das características construtivas da hélice e do ângulo que a água faz sobre as lâminas.

(a) (b)

Figura 2.20 – Contadores do tipo Woltmann de eixo horizontal: (a) corte transversal; (b) interior da câmara de medição (Estevan, 2005).

Existem três tipos de contadores Woltmann, nomeadamente: os de eixo horizontal, os de eixo vertical e os Woltmann em cotovelo. Estas diferenças são em função das características construtivas e do eixo de rotação da turbina. Nos contadores do tipo Woltmann de eixo horizontal (Figura 2.20) a direcção do fluxo da água coincide com o eixo da turbina, enquanto que nos de eixo vertical o fluxo da água é perpendicular ao eixo de rotação. Os contadores do tipo Woltmann em cotovelo são raros, sendo mais utilizados na medição de poços de água (Figura 2.21).

Figura 2.21 – Contador Woltmann em cotovelo (Estevan, 2005).

Nos contadores Woltmann de eixo horizontal há uma certa lógica em pensar que o perfil de velocidade à entrada tem um papel importante na sua metrologia. Estudos realizados mostram a necessidade de estabelecer um determinado comprimento recto da conduta, que antecede o contador, para regularizar o perfil anteriormente distorcido por outro elemento hidráulico.


26

(a) (b)

Figura 2.22 – Contadores do tipo Woltman: (a) tecnologia de eixo vertical; (b) válvula-contador (Estevan, 2005).

É possível encontrar uma variante dos contadores de eixo vertical, essencialmente em redes de rega, aos quais é acrescentada uma válvula de regulação. A função desta válvula é controlar e limitar o caudal que passa pelo contador, a pressão e até mesmo ambos os parâmetros. Estes contadores são normalmente designados por válvula-contador ou por válvulas volumétricas.

Os calibres dos contadores do tipo Woltmann variam entre os 50 mm e os 800 mm, em função do tipo de instrumento. No entanto, é difícil encontrar calibres superiores a 500mm. Comparando os diferentes tipos de contadores Woltmann, os de eixo horizontal apresentam maior capacidade de caudal que os de eixo vertical e os de cotovelo, para um mesmo diâmetro. Importa referir que os de eixo vertical apresentam maior sensibilidade a caudais baixos.

Figura 2.23 – Contador Woltmann de grande dimensão de eixo horizontal (DN 400 – DN 800) (Colarejo, 2011).


Ana Sousa 27

Os quadros abaixo apresentam diferenças entre os contadores Woltmann de eixo horizontal e vertical, diferenças essas extraídas de catálogos comerciais com calibres compreendidos entre os 50mm e 150mm.

Quadro 2.3 – Características de funcionamento de um Woltmann horizontal.

Diâmetro mm 50 65 80 100 150

Caudal nominal

Caudal máximo

Caudal de transição (±2%)

Caudal mínimo (±5%)

Caudal de arranque

Caudal excepcional (poucos minutos)

Perda de Carga a Qmáx.

m3/h

m3/h

m3/h

m3/h

l/h

m3/h

bar

25

50

5

0,75

200

90

0,3

40

80

8

1,2

250

200

0,6

60

120

12

1,8

300

250

0,6

100

200

20

3

400

300

0,3

250

500

50

7,5

1400

700

0,3

Quadro 2.4 – Características de funcionamento de um Woltmann vertical.

Diâmetro mm 50 65 80 100 150

Caudal nominal (ISO 4064)

Caudal máximo (ISO 4064)

Caudal de transição (ISO 4064)

Caudal mínimo (ISO 4064)

Caudal de arranque

Caudal excepcional (poucos minutos)

Perda de Carga a Qmáx.

m3/h

m3/h

m3/h

m3/h

l/h

m3/h

bar

15

30

3

0,45

0,05

35

0,23

25

50

5

0,75

0,07

70

0,27

40

80

8

1,2

0,10

110

0,38

60

120

12

1,80

0,11

180

0,28

150

300

30

4,5

0,50

350

0,58

Contadores Proporcionais

O design dos contadores proporcionais leva a que estes sejam pouco sensíveis à qualidade da água, pelo menos em teoria, e são mais indicados para a contabilização de águas não filtradas e com partículas sólidas. Contudo, praticamente nenhum modelo deste tipo de contadores é adoptado no âmbito da Directiva Europeia 75/33/CEE devido à sua baixa precisão e estreita faixa de medição.


28

Os contadores proporcionais baseiam-se na relação entre os fluxos que circulam através de dois circuitos paralelos e o caudal total das condutas.

As perdas de pressão através dos circuitos devem ser, necessariamente, as mesmas e a soma dos dois caudais parciais deve ser igual ao caudal total.

ℎ�� = �� ∙ �� (2.1)

ℎ��á�� = ��á�� ∙ �� (2.2)

ℎ�� = ℎ��á�� (2.3)

(a) (b)

Figura 2.24 – (a) Contador Proporcional; (b) Relação paralela entre fluxo de circulação (Estevan, 2005).

�� = �� + �� (2.4)

�� = �� á!"#�$!"��"$%& ∙ ��()�ã*�� = +�� á!"#

�$!"��"$%& + 1- ∙ �� (2.5)

Se a resistência de cada circuito hidráulico for conhecida, é possível obter o caudal total através da medição do mesmo em apenas um dos circuitos (neste caso, o secundário).

Os contadores proporcionais utilizam a relação apresentada para controlar o caudal que circula através da conduta. Estes apresentam dois circuitos paralelos com diferentes capacidades onde o circuito secundário (que dispõe de menor capacidade) pode ser do tipo monojacto ou multijacto, e o circuito principal apresenta um bocal ou diafragma fazendo fluir a água e os sólidos em suspensão e, ao mesmo tempo, gera uma diferença de pressão entre os pontos 1 e 2, fazendo com que o fluxo que circula através do circuito secundário seja medido correctamente por um contador e convenientemente convertido para o fluxo total através do contador.


Ana Sousa 29

Figura 2.25 – Partes de um Contador Proporcional.

Como mostra a figura, os contadores proporcionais apresentam um bocal ou diafragma no circuito principal, devendo ser significativo o caudal atravessado pelo circuito secundário. Caso contrário, os contadores a serem utilizados no circuito secundário devem ser de pequenas dimensões ou muito sensíveis, e seriam afectados pela qualidade da água.

O filtro é usado para evitar a circulação de partículas através dos circuitos secundários, sendo, potencialmente, uma das maiores fontes de problemas nos contadores proporcionais, exigindo a sua manutenção adequada. Se este elemento ficar obstruído, as características da resistência de ambos os circuitos são alteradas, alterando seriamente a curva de erro levando à sub-contagem.

Contadores Tangenciais

Os contadores do tipo tangencial, à semelhança dos contadores proporcionais, são utilizados essencialmente para rega. O seu funcionamento é baseado, como qualquer contador de velocidade, no movimento da turbina localizada na parte superior do contador, por onde a água flui, em função da proporção da velocidade da água nessa zona. Isto pode causar graves imprecisões na medida em que o perfil de velocidades pode chegar à turbina distorcido.

Figura 2.26 – Vista da secção da entrada de água de um contador tangencial (Estevan, 2005).


30

No entanto, apesar destes inconvenientes, os contadores tangenciais apresentam vantagens atraentes no mercado, nomeadamente: a própria concepção do contador permite a sua utilização em todos os tipos de água e com nenhum impedimento para a passagem de sólidos em suspensão, a perda de carga produzida será muito menor em comparação com a de outras tecnologias e, por último, de igual modo importante, o custo de aquisição é inferior ao de outros modelos.

É possível encontrar modelos mecânicos aprovados para a classe metrológica A (classe de precisão mais baixa) e para calibres de 50 a 125mm. No entanto, para diâmetros superiores a 300 mm, ainda estão em processo de aprovação. No mercado também já existe um modelo para a classe metrológica B com totalizador electrónico.

Quadro 2.5 – Especificações Técnicas de um Contador Tangencial.

Calibre DN 50 DN 65 DN 80 DN 100 DN 125

Caudal nominal (m3/h)

Caudal máximo (m3/h)

Caudal de transição (m3/h)

Caudal mínimo (m3/h)

Pressão máxima (bar)

Totalização máxima (m3)

15

30

4,5

1,2

16

107

25

50

7,5

2

40

80

12

3,2

60

120

18

4,8

100

200

30

8

2.2.1.2.3 Contadores Conjugados

Os contadores conjugados, como o próprio nome indica, combinam contadores de velocidade de diversos diâmetros e capacidades numa única unidade, como por exemplo: um contador Woltmann (de maior capacidade por onde passa o circuito principal) associado a um contador multijacto (circuito secundário), como se pode ver na Figura 2.27.


Ana Sousa 31

(a) (b)

Figura 2.27 – (a) Contador Conjugado; (b) Configuração Interna (Arregui et al.,2006).

Figura 2.28 – Contador Conjugado.

O design deste tipo de contadores não leva, normalmente, a reduzir os erros de medição, mas concentra-se em oferecer uma gama mais ampla de valores mensuráveis, uma vez que os caudais mais baixos conseguem ser medidos pelo contador secundário. Para tal, segundo a norma ISO 4064, a qualidade dos contadores conjugados depende da faixa de medição e não da tolerância de erro, pois estes são idênticos em todas as classes metrológicas.

Um contador conjugado inclui dois ou três contadores de diferentes diâmetros e capacidades. Cada contador é utilizado para uma determinada gama de caudais, alta ou baixa, sendo utilizado o contador principal ou o secundário, respectivamente. Estes contadores são utilizados em indústrias, hospitais, escolas, etc., onde há grandes diferenças entre os caudais mínimo e máximo.


32

Os contadores conjugados são dispostos em paralelo (Figura 2.27 b)) e, relativamente ao fluxo da água, este é realizado através do circuito principal ou pelo circuito secundário, graças a uma válvula de passagem automática situada a jusante do contador principal. Quando o caudal é baixo, a válvula mantém-se fechada e a água flui pelo contador secundário, caso contrário, se o caudal for elevado, a válvula abre-se devido ao aumento da perda de pressão no contador secundário e, consequentemente, a água flui através do contador principal.

Figura 2.29 – Secção transversal de um contador conjugado - caudal baixo e caudal elevado (Arregui, 2006).

Legenda:

1 – Totalizador

2 – Ligações Magnéticas

3 – Câmara de Medição do Contador Secundário

4 – Câmara de Medição do Contador Principal

5 – Válvula de Passagem Automática

6 – Ligação do Teste para Verificação do Erro de Medição


Ana Sousa 33

2.2.1.2.4 Contadores estáticos ou caudalímetros

Os contadores estáticos (ou caudalímetros), baseiam-se na interferência que a passagem de caudal tem num determinado efeito físico, nomeadamente num campo electromagnético ou a reflexão de ultra-sons. Estes contadores medem caudais instantâneos e, integrando ao longo do tempo, medem volumes. Podem ser do tipo ultra-sónico ou do tipo electromagnético.

Contadores Estáticos Ultra-Sónicos

Os contadores ultra-sónicos são uma tecnologia de grande impacto nos últimos anos. Caracterizados por abrangerem grandes diâmetros, muitas vezes é a solução mais rentável ou até mesmo o único tipo de contador disponível. Estes diâmetros podem chegar até aos 8000 mm.

Basicamente, existem dois tipos de contadores ultra-sónicos, que trabalham segundo princípios físicos totalmente diferentes, nomeadamente: os contadores ultra-sónicos de tempo de trânsito e os contadores ultra-sónicos com efeito Doppler. Os primeiros obtêm uma estimativa da velocidade de circulação da água a partir da velocidade de propagação do som num meio em movimento. Os segundos utilizam a mudança de frequência das ondas sonoras quando esta é reflectida num corpo em movimento e quando absorvida por uma posição fixa (o conhecido efeito Doppler).

- Contadores ultra-sónicos de tempo de trânsito

Estes contadores registam o tempo decorrido desde a emissão das ondas sonoras (no ponto emissor) até serem recebidas (no ponto receptor), propagando-se através de um meio transmissor em movimento, relacionando-o com o caudal circulante na conduta. Este tempo depende de vários factores, nomeadamente: a velocidade de propagação do som, a direcção do fluxo, a instalação e características geométricas do contador, etc.

Regra geral, este tipo de contadores usa dois transdutores piezoeléctricos que podem trabalhar tanto para a emissão como para a recepção das ondas sonoras. Quando trabalham como emissores, são activados por impulsos eléctricos que são convertidos em sinais acústicos. Quando trabalham como receptores, o processo ocorre em contrário, isto é, são captadas as variações de pressão através das ondas sonoras emitidas pelo emissor e são transformadas em impulsos eléctricos.

Relativamente aos transdutores piezoeléctricos, existem vários tipos. Os que se encontram em contacto directo com o meio transmissor (denominados por wetted transducers – os mais precisos) e os que são instalados exteriormente (denominados clamp-on transducers - usados como caudalímetros portáteis).


34

Figura 2.30 – Contador Estático Ultra-sónico em linha (Estevan, 2005).

Os sensores (emissor e receptor) são geralmente separados com uma certa distância em linha recta, formando um ângulo entre o eixo da conduta e a linha fictícia das ondas sonoras. Esta disposição deve ter um comprimento, L, entre os sensores, um ângulo, α, e diâmetro, D, da conduta, obtendo-se assim um triangulo que serve de base para o cálculo do tempo de trânsito das ondas sonoras.

Figura 2.31 – Princípio de funcionamento (Estevan, 2005).

O emissor emite um sinal que demora um tempo t1 a chegar ao receptor e este inverte o processo, emitindo ondas sonoras para alcançar novamente o emissor, precisando de um novo tempo t2.

Caso a velocidade de circulação do fluxo seja nula, ambos os tempos são iguais. No entanto, quando o meio transmissor se encontra em movimento, estes tempos são influenciados pela velocidade, ou seja, o perfil de velocidade entre os transdutores vai fazer com que as ondas sonoras viajem com maior ou menos velocidade e, portanto, o tempo de trânsito das mesmas diminui ou aumenta, respectivamente. As ondas de pressão transmitidas no sentido do fluxo terão um tempo de trânsito t1 menor do que as transmitidas em sentido oposto t2.

A diferença de tempos de trânsito das ondas sonoras é calculada da seguinte maneira, tendo em conta a disposição dos sensores e o diâmetro da conduta:

�� = .�/0∙��1 (2.6)


Ana Sousa 35

�� = .��0∙��1 (2.7)

�� − �� = ∆� = �∙.∙0∙��1�3�03∙��31 (2.8)

Sendo c a velocidade de propagação do som (para água a uma temperatura de 20ºC, c = 1482 m/s) e V a velocidade média do fluxo.

Uma vez que a velocidade do som é muito superior à velocidade média do fluxo, pode

desprezar-se o termo 4� ∙ 5*6�7 relativamente a c, obtendo-se assim a velocidade média do fluxo e, posteriormente, o caudal circulante:

4 = ∆8∙�3�∙.∙��1 (2.9)

� = 9 ∙ 4 = :∙;3<

∆8∙�3�∙.∙��1 (2.10)

Em qualquer situação, a velocidade das ondas sonoras permanecerá constante enquanto as propriedades físicas da água permanecem constantes (a temperatura, a pressão e a composição). Assim, em consequência deste facto, a velocidade do fluido será obtida simplesmente a partir da diferença dos tempos de trânsito e da disposição dos transdutores.

- Contadores ultra-sónicos de efeito Doppler

O funcionamento dos contadores ultra-sónicos de efeito Doppler é baseado no princípio de que a frequência das ondas sonoras muda consoante o emissor ou o receptor se encontre em movimento, princípio esse também aplicado quando as ondas sonoras são reflectidas num corpo em movimento, como por exemplo, as partículas em suspensão na água. A mudança de frequência é proporcional à velocidade das partículas e ao emissor/receptor e, também, ao caudal.

A Figura 2.32 seguinte mostra o princípio de funcionamento deste tipo de contadores, com dois transdutores exteriores. O emissor lança uma série de sons com frequência fi que, ao reflectirem-se nas partículas transportadas pela água, sólidos suspensos ou bolhas de gás, é

transformada numa frequência diferente, f + ∆f, em que:

∆f = 2 ∙ f? ∙ @A (2.11)

(em que c é a velocidade das ondas sonoras no meio transmissor e V a velocidade média das partículas presentes no fluido).


36

Figura 2.32 – Princípio de funcionamento de um contador ultra-sónico de efeito Doppler (Arregui et al., 2006).

Para o adequado funcionamento deste tipo de contador, a água deve conter um teor mínimo de sólidos em suspensão ou bolhas de gás, pois as ondas são neles reflectidas. Enquanto que para os contadores de tempo de trânsito a presença destes elementos é bastante inconveniente, nos contadores de efeito Doppler são essenciais. No fundo estas duas tecnologias complementam-se, havendo até no mercado equipamentos que utilizam conjuntamente os dois princípios de medição, alternando automaticamente consoante as características da água.

O efeito Doppler pode ser usado para determinar o perfil de velocidade numa conduta. Uma possível configuração é apresentada na Figura 2.33, em que o transdutor emite as ondas sonoras, cuja frequência, quando são reflectidas nas partículas presentes na água, sofre uma mudança dependendo da velocidade destas. As ondas reflectidas nas partículas mais próximas do transdutor voltam mais rapidamente do que as que são reflectidas nas partículas mais distantes e, através da medição do deslocamento da frequência e do tempo de recepção, é possível então determinar o perfil de velocidade e, também, melhorar a estimativa do caudal.

Figura 2.33 – Perfil de velocidade obtido através do efeito Doppler (Arregui et al., 2006).


Ana Sousa 37

É importante reter que estes instrumentos não medem a velocidade da água directamente, mas sim a velocidade das partículas presentes e transportadas por ela. Posteriormente, sendo conhecida a secção da conduta, o caudal é então obtido. De referir que estes contadores são menos precisos do que os contadores de tempo de trânsito, e a razão subjacente pode ser, precisamente, a diferença entre a velocidade das partículas e a velocidade da água.

Contadores Estáticos Electromagnéticos

O princípio de funcionamento de um contador estático electromagnético baseia-se na lei enunciada por Faraday, 1832. Esta lei diz que a tensão (E) surge entre as extremidades de qualquer condutor passando por um campo magnético. A tensão induzida é directamente proporcional à velocidade do fluxo (V), ao comprimento do condutor (L) e à intensidade do campo magnético (B) que o rodeia.

B = � ∙ C ∙ D ∙ 4 (2.12)

A constante K é um factor de calibração que é determinado na prática por via húmida (ISO 9104).

No caso dos contadores electromagnéticos, a função do elemento condutor é realizada pela água ou pelo fluido existente entre os dois eléctrodos. O comprimento do condutor é aproximadamente a distância entre os eléctrodos que, na maioria dos casos, é o diâmetro do contador. A velocidade será uma velocidade média ponderada do fluido na secção do eléctrodo e a intensidade do campo magnético depende das bobines magnéticas que são colocadas na caixa, pelo fabricante. A tensão induzida pode ser medida pelos eléctrodos que, geralmente, se encontram em contacto directo com o meio condutor.

Tendo em consideração que o caudal numa conduta circular pode ser obtido pela expressão:

� = :∙;3< ∙ 4 (2.13)

então:

� = :∙;3<∙�∙. ∙ EFGH = I ∙ EFGH (2.14)


38

Figura 2.34 – Princípio de funcionamento de um Contador Electromagnético (Estevan, 2005).

Segundo as expressões anteriores, pode afirmar-se que a tensão depende, não apenas da velocidade do fluido (V), mas também da intensidade do campo magnético (B). Importa referir que o campo magnético está sujeito às variações de tensão que alimentam as bobines e às alterações da condutividade do fluido. Este problema é resolvido pelos fabricantes que criam um sinal adicional de referência que deriva do mesmo campo magnético e, comparando estes dois sinais, as variações devidas a mudanças do campo magnético ou à condutividade do fluido são desprezadas.

Para compreender o princípio de funcionamento dos contadores electromagnéticos é importante perceber que, nesta tecnologia, não existe um único condutor que segue a lei de Faraday, pois o condutor aqui existente é a água e esta circula a uma velocidade diferente, consoante o ponto da secção atravessada. Importa referir que diferentes pontos da secção contribuem de formas distintas para gerar tensão nos eléctrodos, logo, o valor da velocidade a ser usado nas expressões anteriores tem de ser um valor ponderado. Shercliff (1962) desenvolveu um modelo teórico supondo um campo magnético uniforme com a finalidade de estimar uma tensão para cada ponto da secção, criando uma função ponderada. Assim, também é possível avaliar como os fluxos com perfis de velocidade distorcidos podem afectar a precisão da medição.

Os contadores electromagnéticos são constituídos por duas partes. Um elemento principal, por onde o fluxo da água circula e onde estão instalados os sensores (eléctrodos). Neste elemento é fornecido um sinal eléctrico fraco, como saída, criado através dos eléctrodos. Um elemento secundário que recebe este sinal, analisa-o e transforma-o num sinal normalizado, que pode ser transmitido para outros dispositivos.


Ana Sousa 39

Figura 2.35 – Componentes de um Contador Electromagnético (Estevan, 2005).

Com o avanço da tecnologia os fabricantes desenvolveram e aprovaram outros materiais e estruturas para induzir um fluxo magnético de modo a homogeneizar o peso de todos os pontos da secção, com o objectivo de obter ponderações o mais uniformes possível.

Em suma, no quadro seguinte são expostas as principais características e a classificação dos instrumentos de medida de caudais.

Quadro Superior

Bobine

Eléctrodos

Tubo de Medição

Quadro Inferior

Revestimento


40

Quadro 2.6 – Principais características dos instrumentos de medida.

Instrumento Contador Tecnologia Uso Caudais

(m3/h) Calibres Precisão

Perda de

Carga a Qmáx (bar)

Custo

Contador

de Velocidade

Monojacto Doméstico/

Industrial 0,6 - 50 7 – 100

**

0,9 Médio

Multijacto

Doméstico/

Industrial/

Irrigação

1,5 - 15 15 - 50 ** 0,9 Médio

Woltmann

Industrial/

Gestão de Redes

20 - 2500

50 - 500 ** 0,2 – 0,4

Médio

Proporcional Irrigação 80 - 500 65 - 150 * 0,5 (a Qmáx)

Baixo

Tangencial Irrigação 15 - 600 50 - 300 * 0,1 Baixo

Volumétrico

Pistão Rotativo

Doméstico 1 – 36 15 – 100 *** < 0,1 Médio

Disco Nutante

Doméstico - - ** < 0,1 Médio

Conjugado Industrial 20 - 2500

50 - 500 *** 0,4 Médio

Caudalímetro

Ultrasónico

Tempo de trânsito

Industrial/ Gestão e

Verificação de Redes

3 - 105 10 - 2000 *** Baixa Médio/

Alto

Efeito Doppler

Industrial 3 - 1055 200 - 1000

* Baixa Médio/

Alto

Eletromagnético

Industrial/

Gestão de Redes

200 - 8000

* Baixa Médio

Onde * pouca, ** média e *** alta precisão.


Ana Sousa 41

2.2.1.3 Classe metrológica

Os regulamentos europeus relativos a contadores de água fria, de Dezembro de 1974, e de água quente, de Setembro de 1979, são a Directiva Europeia 75/33/CEE e a Directiva 79/830/CEE, respectivamente. Mais tarde, no ano de 1993, foi criada uma norma internacional, a ISO 4064, que define a classe metrológica bem como o uso de contadores.

Segundo a norma ISO 4064, os caudais que definem as classes metrológicas dos contadores de água e que estabelecem margens de precisão dos mesmos são os seguintes:

Caudal mínimo (Qmín): menor caudal, em m3/h, que o contador deve medir, com erros de medição que não ultrapassem ± 5% do fluxo por ele atravessado;

Caudal de transição (Qt): caudal, em regime uniforme, que define os campos de medição superior e inferior, em que os erros não ultrapassem ± 2% do fluxo por ele atravessado;

Caudal máximo (Qmáx): maior caudal, em m3/h, através do qual o contador funciona num curto período de tempo, dentro dos erros máximos admissíveis, sem danificar. De referir que este caudal não deve ser confundido com a capacidade do contador pois, embora o contador seja capaz de medir tal caudal, o seu funcionamento por tempo prolongado provocará desgastes e mau funcionamento;

Caudal nominal (QN): maior caudal nas condições de utilização, expresso em m3/h, onde o contador funciona satisfatoriamente dentro dos limites de erros admissíveis; corresponde a 50 % do caudal máximo do contador.

Relativamente à classe metrológica, os contadores são classificados de A, B, C e D segundo a Norma ISO 4064, consoante a precisão de cada tipo de contador, no entanto a Directiva Europeia 75/33/CEE estabelece somente as classes A, B e C, que são as mais utilizadas no mercado. Os limites de precisão de todas as classes são os mesmos, variando apenas a gama de caudais nos contadores que exigem uma determinada precisão.

No quadro seguinte são indicados os valores de Qmín e Qt para cada classe metrológica, segundo a ISO 4064.


42

Quadro 2.7 – Classes Metrológicas (Norma NP 2468 ou ISO 4064).

Classe Metrológica

Valor numérico para classificação do contador QN

(QN = caudal nominal em m3/h)

QN < 15 QN ≥ 15

Qmín Qt Qmín Qt

Classe A 0,04 QN 0,10 QN 0,08 QN 0,3 QN

Classe B 0,02 QN 0,08 QN 0,03 QN 0,2 QN

Classe C 0,01 QN 0,015 QN 0,006 QN 0,015 QN

Classe D 0,0075 QN 0,0115 QN

O grau de precisão de um contador é menor nos contadores pertencentes à classe A e maior nos da classe D. Uma classe metrológica define, para cada caudal nominal (QN), qual o caudal mínimo (Qmín) e qual o caudal de transição (Qt), que o contador é capaz de medir, com erros máximos admissíveis, estabelecidos pelas normas técnicas.

A classe metrológica A possui menor amplitude na gama de caudais e é a menos precisa em baixos fluxos de caudais, logo, pouco atraente para certo tipo de aplicações que requer boa precisão. Encontra-se, praticamente, em desuso nos abastecimentos urbanos, no entanto, ainda se pode encontrar em redes de rega pelo seu baixo custo de investimento.

Relativamente à classe metrológica B, pode-se dizer que esta é actualmente a mais usada devido à relação preço/qualidade, ainda que se realizam esforços importantes por parte dos fabricantes para a implementação de contadores mais precisos a um custo acessível. A curva de erros de contadores pertencentes a esta classe encontra-se desfasada para a direita comparativamente com os contadores da classe C, pois a sua concepção e fabrico não estão sujeitos a fiscalização tão rigorosa, diminuindo assim a precisão para baixos caudais (Figura 2.36).

Os contadores pertencentes à classe metrológica C são os mais precisos pelo que, devido à sua forma/design, apresentam uma resistência mínima às forças de atrito introduzidas pela parte móvel do contador, apresentando assim uma boa sensibilidade a baixos caudais. A resistência mínima é conseguida devido ao adequado posicionamento dos pontos de apoio das partes móveis (põe exemplo, das turbinas), bem como à baixa fricção no dispositivo totalizador.

Estas exigências de precisão, impostas pela norma em vigor, são aplicadas somente a contadores novos. Para contadores que se encontram em serviço, já com um período de tempo


Ana Sousa 43

elevado, a precisão diminui, originando erros importantes para a contabilização/registo do consumo de água.

Figura 2.36 – Curva de erro de um contador (QN = 1,5 m3/h) e Classes Metrológicas (ISO 4064).

Quando se ensaia o comportamento de um contador é possível obter uma curva de erro que facilita a informação sobre o possível erro de medição para diferentes caudais. Na figura acima (Figura 2.36) está representado um exemplo de uma curva de erro típica de um contador e os limites de erro definidos pela Norma ISO 4064:1999. Verifica-se, neste gráfico, que os erros são maiores para caudais baixos uma vez que, o fluxo da água que atravessa o contador é menor e também, devido ao facto de superar a resistência oferecida pelo atrito das partes móveis do contador.

Em 30 de Abril de 2004 foi aprovada uma nova Directiva Europeia 2004/22/CEE sobre os instrumentos de medida funcionando juntamente com as normas europeias em vigor, a Directiva 75/33/CEE para contadores de água fria e a 79/830/CEE para contadores de água quente. Mais tarde surgiu a norma EN 14154:2007, actualmente em vigor, para contadores de água limpa e a EN 14268 para contadores de água de rega. Esta norma é baseada nas recomendações da Organização Internacional de Metrologia (MID) e uma das diferenças mais importantes, comparando com a anterior, é a definição das características metrológicas, ou seja, os requisitos dos erros máximos admissíveis são os mesmos mudando apenas a nomenclatura usada para a definição das classes metrológicas. Assim, os caudais utilizados para classificação das classes metrológicas dos instrumentos propostos pela norma EN 14154 são os seguintes:

Caudal mínimo (Q1): caudal mais baixo ao qual se exige que o contador funcione, dentro do erro máximo admissível;


44

Caudal permanente (Q3): caudal mais alto em condições de funcionamento, ao qual se exige que o contador funcione satisfatoriamente dentro do erro máximo admissível. Os caudais admitidos pela norma são apresentados na Quadro 2.8;

Caudal de transição (Q2): caudal situado entre o caudal mínimo e o caudal permanente, dividindo a gama de caudais em duas zonas distintas, com margens de precisão diferentes;

Caudal de sobrecarga (Q4): caudal mais elevado a que o contador pode funcionar durante um curto período de tempo, dentro do erro máximo admissível, mantendo o seu rendimento metrológico satisfatório.

A classificação metrológica dos contadores, segundo a EN 14154, baseia-se em rácios de caudais que definem os limites de erros. São determinados três rácios (Q3/Q1, Q2/Q1, Q4/Q3) tendo por base o caudal permanente que pode variar entre 1 e 6300 m3/h (Quadro 2.8). Os valores que podem ser eleitos no rácio Q3/Q1 apresentam-se na Quadro 2.9.

Quadro 2.8 – Caudal Permanente Q3 (m3/h) segundo a EN 14154.

Q3

1,5* 3,5* 6* 15* 20*

1 1,6 2,5 4 6,3

10 16 25 40 63

100 160 250 400 630

1000 1600 2500 4000 6300

Quadro 2.9 – Rácio Q3/Q1 segundo a EN 14154.

Q3/Q1

15* 35* 60* 212*

10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800

*Valores admitidos durante um período de transição de 5 anos desde a publicação oficial da Norma.


Ana Sousa 45

A relação entre o caudal máximo e o caudal permanente será sempre de 1,25 enquanto que a relação entre o caudal de transição e o caudal mínimo será sempre constante e igual a 1,6. Assim, qualquer variação do rácio Q3/Q1 mudará o caudal de transição. A figura seguinte mostra a verificação dos limites de erro de um contador com Q3 de 2,5 m3/h quando se aumenta o rácio Q3/Q1, denominado por R.

Figura 2.37 – Classificação metrológica segundo a EN 14154.


46

CAPÍTULO 3

Ana Sousa 47

3 ERROS DE MEDIÇÃO

Todos os equipamentos utilizados para medir o volume ou o caudal de água, nomeadamente os contadores e/ou caudalímetros, apresentam erros, sendo maiores ou menores consoante a tecnologia utilizada. Os contadores apresentam erros quando os valores indicados são maiores ou menores do que o volume de água que realmente atravessou o contador. Estes erros são devidos a uma variedade de factores que influenciam a qualidade de medição.

Os principais factores que influenciam a precisão dos contadores são: as suas características construtivas e princípio de funcionamento, como a diferença entre os contadores volumétricos e os contadores de velocidade que apresentam níveis de precisão diferentes; a posição de montagem do contador; a influência dos sólidos em suspensão e/ou depositados; a qualidade da água; a pressão existente na rede e, por vezes, a existência de depósitos controlados por bóias que geram pequenos caudais e fazem com que os contadores funcionem em gamas de caudais abaixo dos valores para os quais são dimensionados.

Normalmente, denomina-se por sub-contagem quando o contador indica um volume de água inferior ao volume realmente passado.

A Figura 3.1 mostra um ensaio típico a contadores de água, com a finalidade de serem avaliados os erros de medição.

Figura 3.1 – Ensaio de contadores de água.

Erros de Medição

48

São estabelecidas normas técnicas para que os erros de medição sejam mantidos dentro de limites aceitáveis por forma a não causar prejuízo aos consumidores e às Entidades Gestoras, como sejam contagem a mais ou a menos e, consequentemente, facturações incorrectas.

A norma portuguesa NP 2468 diz que os erros de medição devem se calculados pela seguinte fórmula, onde os valores são obtidos em ensaios realizados em laboratório:

B = J.K�."L�0M0M × 100 (3.1)

onde:

E = erro apresentado pelo contador em percentagem;

Li = leitura inicial do contador, imediatamente antes do ensaio;

Lf = leitura final do contador, imediatamente após o ensaio;

VR = volume real passado pelo contador.

Na Figura 3.2 apresenta-se uma imagem relativa a um instrumento (cuba) que fornece a indicação sobre o volume real passado pelo contador.

Figura 3.2– Indicação do volume real.

Seguidamente, na Figura 3.3, apresenta-se uma curva de erros típica de um contador: ± 5% para caudais entre o caudal mínimo (Qmin) e o caudal de transição (Qt), e ± 2% para caudais entre o caudal de transição e o caudal máximo (Qmáx).

Erros de Medição CAPÍTULO 3

Ana Sousa 49

Figura 3.3 – Curva de erro típica de um contador.

Figura 3.4 – Curva de erros (Alves et al., 2004).

Os valores negativos na curva de erros (Figura 3.4) representam os erros negativos (sub-contagem) e os valores positivos representam os erros positivos (sobre-contagem), relativamente à Entidade Gestora, em Sanches et al. (2000).

A NP 2468 apresenta, para além de tabelas de cálculo das classes metrológicas, a comparação de diversos contadores, indicada no Quadro 3.1, seguinte.

Erros de Medição

50

Quadro 3.1 – Comparação de diversos contadores (NP 2468).

Classes Metrológicas

A B C D

Qn

(m3/h)

Qn

(m3/h)

Qn

(m3/h)

Qn

(m3/h)

5 10 1,5 2,5 3,5 5 10 1,5 2,5 3,5 1,5 2,5

Qmáx

(m3/h) 10 20 3 5 7 10 20 3 5 7 3 5

Qt

(dm3/h) 500 1000 120 200 280 400 800 22,5 37,5 52,5 17,25 28,75

Qmín

(dm3/h) 200 400 30 50 70 100 200 15 25 35 11,25 18,75

Qs

(dm3/h) -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 3,94 6,56

A curva obtida em ensaios de aferição dos contadores apresenta características semelhantes à curva apresentada na Figura 3.5.

Figura 3.5 – Curva típica de exactidão de contadores de água (Rizzo et al., 2004).


Ana Sousa 51

Da Figura 3.5 verifica-se que a linha correspondente ao ensaio do contador novo enquadra-se dentro limites de erro superior e inferior, mas a linha correspondente ao teste do contador antigo apresenta maior erro negativo, sendo, assim, prejudicial para a Entidade Gestora.

3.1 Micromedição

Segundo Mendonça (1975), a micromedição foi sempre utilizada, já desde a época da civilização romana, no combate ao desperdício da água e, também, para garantir o abastecimento de grande parte da população. Na Alemanha e na Inglaterra, em 1850, a micromedição era feita através de contadores de velocidade enquanto que na França e na Bélgica, a partir de 1872, utilizavam-se contadores volumétricos.

A micromedição é uma actividade essencial, mesmo indispensável, no controle e redução de perdas aparentes, uma vez que: (i) inibe o desperdício; (ii) fornece dados importantes sobre os volumes fornecidos aos utilizadores; (iii) realiza a cobrança real do volume consumido; (iv) disponibiliza dados para avaliação do comportamento e tendência dos consumidores ao longo do tempo; (v) contribui para uma maior disponibilidade de água para ser distribuída para a população (Leão et al., 2007).

Segundo Alves (1999), a micromedição é a medição do consumo realizado no ponto de abastecimento de um utilizador, independentemente de sua categoria (comercial, residencial, pública ou industrial) ou da sua faixa de consumo. Este, acrescenta também que, a micromedição é realizada, normalmente, com o auxílio de um contador. Este instrumento possibilita uma cobrança mais justa para o consumidor além de servir de instrumento inibidor de gastos e desperdícios e, fornece ainda, os valores de consumo ao cliente e sinaliza potenciais fugas.

Já segundo Sato (2000), a implantação de um programa de micromedição é uma das principais acções para o planeamento de medidas para controlo de perdas, pois a fiabilidade destes dados contribui para obtenção de índices de perdas precisos. Além disso, a micromedição é uma das principais componentes das perdas. Marcelo Yuji Sato afirma que um sistema de micromedição depende de dois aspectos:

� Fiabilidade nos sistemas de micromedição: neste caso, a exactidão das informações prestadas por estes instrumentos está relacionada com: (i) as normas e procedimentos de aquisição; (ii) manutenção e substituição dos contadores. Vários factores interferem nesta fiabilidade, tais como: (i) a idade dos aparelhos; (ii) o dimensionamento correcto para a faixa de consumo; (iii) a instalação; (iv) a existência de reservatórios prediais; (v) a manutenção do aparelho;

Erros de Medição

52

� Fiabilidade do sistema comercial: a fiabilidade está relacionada com as actividades comerciais, nomeadamente: (i) a leitura; (ii) o processamento das informações; (iii) a estimativa de consumo.

3.2 Sub-contagem

Uma das inconformidades mais frequentes quando se analisa a qualidade na medição é a chamada sub-contagem. Este fenómeno pode ser definido como a incapacidade, que determinado contador tem, de medir com exactidão quando submetido a consumos extremamente baixos e, basicamente, está presente em quase todas as ligações de água. As perdas por sub-contagem pertencem ao grande grupo das Perdas Aparentes.

Segundo Nielsen et al. (2003 apud Silva, 2008), a sub-contagem ocorrida em alguns contadores significa uma situação de medição ineficaz, que pode ser causada, principalmente, pelo sobredimensionamento do contador, ou por um factor externo ao mesmo, provocando perda de sensibilidade e, consequentemente, contabilizando um menor de volume de água do que aquele que realmente escoou.

Para Brunelli e Farias (2006), a sub-contagem para além de interferir nos indicadores de perdas, leva, ainda, a uma redução significativa na facturação das Entidades Gestoras, pois apesar de a água ser fornecida ao consumidor, em função desta medição incorrecta, parte da água que passa pelo contador não será contabilizada.

As principais causas da sub-contagem em contadores devem-se a:

� Classe metrológica inadequada para medição de determinados perfis de consumo; � Desgaste natural dos mecanismos internos: o contador constituído por componentes

mecânicos, com o tempo e consequente uso, acaba por sofrer com o desgaste dos seus componentes;

� Exposição a altas pressões: a ocorrência de pressões acima das regulamentares contribui para o desgaste prematuro dos componentes internos dos contadores e, em casos mais extremos, podem levar à perda de estanquidade do contador;

� Instalação inadequada dos contadores: normalmente são instalados desprotegidos, mal posicionados e muitas das vezes fora da posição correcta de instalação, ou seja, inclinados;

� Dimensionamento incorrecto: os contadores quando submetidos a caudais fora da sua classe podem apresentar menor sensibilidade na medição, tanto no caso de sobredimensionamento, quando o contador não é capaz de contabilizar pequenos caudais, como no caso de sub-dimensionamento onde certamente ocorrerá desgaste prematuro do medidor;

� Incrustações: as diversas substâncias presentes na água tendem a incrustar dentro do contador, no mecanismo móvel interno, prejudicando e alterando, assim, o seu bom funcionamento;


Ana Sousa 53

� Sólidos em suspensão: os contadores podem apresentar problemas relativamente aos sólidos em suspensão que, com o tempo, acabam por diminuir a sensibilidade do mesmo em regimes de baixo caudal ou mesmo por impedir o movimento de rotação das partes móveis. Outra causa frequente é a ocorrência de uma reparação na rede pública de abastecimento e há entrada de corpos estranhos na conduta nomeadamente: (i) terra; (ii) pedregulhos; (iii) folhas de árvores, que obstruem os filtros ou ficam retidos no próprio contador, impedindo, assim, o seu adequado funcionamento e até mesmo comprometendo a alimentação das residências.

Sabe-se que um contador, durante a medição do consumo, é submetido a diferentes valores de caudais, em função das características de uso nos pontos de consumo. Este factor está intimamente ligado aos erros de medição desses contadores. Esses erros podem ser graficamente demonstrados através de testes em bancada e fórmulas matemáticas, resultando na curva de erros típica de cada medidor.

Existem inúmeros parâmetros que podem afectar o correcto funcionamento dos contadores de água. Como tal, e no sentido de se protegerem, estes instrumentos encontram-se, normalmente, instalados em caixas de protecção. No entanto, nem sempre são instalados nas melhores condições para o seu correcto funcionamento. De seguida, apresenta-se uma descrição do impacto, dos vários parâmetros que influenciam a medição da água.

(i) Posição de instalação

A maior parte dos contadores são homologados para o seu funcionamento em posição horizontal, no entanto, por dificuldades de leitura do contador, os funcionários tendem a girar os contadores, comprometendo a correcta leitura dos mesmos. Na Figura seguinte (Figura 3.6), exemplificam-se dois desses casos.

Figura 3.6 – Instalação inclinada dos contadores de água (Estevan, 2005).

É possível encontrar, ainda nos dias de hoje, contadores instalados em condições péssimas, não cumprindo as normas básicas de instalação de fornecimento de água, como se pode ser na Figura 3.7.

Erros de Medição

54

Figura 3.7 – Instalação de contadores em posição vertical (Estevan, 2005).

Esta inadequada instalação dos contadores tem consequências e reflecte-se, directamente, na deterioração da curva de erros, principalmente na passagem de baixos caudais devido ao atrito das partes móveis enquanto que, para caudais médios e altos, a curva de erros não sofre tanta variação em relação à sua posição.

Além destes efeitos imediatos sobre a curva de erros provocados pela posição de instalação, a médio e longo prazo, podem aparecer outros inconvenientes, como o desgaste prematuro das partes móveis. O Quadro 3.3 mostra os resultados obtidos de um ensaio de 35 contadores do mesmo modelo instalados em posição horizontal e inclinada.

Quadro 3.2– Influência da posição de instalação sobre a curva de erros.

Erro de medição (%)

Caudal (l/h) Horizontal Inclinado a 45º

30 -58,5 -71,1

120 -15,8 -15,5

750 -5,6 -5,4

1500 -4,6 -3,6

Observa-se, claramente, através da análise do Quadro 3.2, que os contadores se encontram bastante deteriorados em toda a gama de caudais para ambas as posições de instalação, no entanto, nota-se um maior desgaste para o caudal mais baixo e na posição inclinada, onde o erro é superior a 70%.


Ana Sousa 55

(ii) Incrustações de calcário

A qualidade da água da rede é outro factor determinante na deterioração dos instrumentos de medição. As deposições calcárias afectam gravemente a curva de erros dos contadores, Figura 3.8, tanto nos contadores de velocidade do tipo monojacto como nos volumétricos. Nos contadores do tipo monojacto, a redução da área no interior destes faz com que a turbina gire mais rapidamente do que deveria, dando lugar à sobre-contagem (Figura 3.8). Mais tarde, as deposições de calcário podem ser de tal forma elevadas que vão bloquear o movimento da turbina, como se pode verificar na Figura 3.9 a).

Figura 3.8– Efeito da deposição calcária na curva de erros de um contador de velocidade (monojacto).

(a) (b)

Figura 3.9 – (a) Deposições calcárias no corpo do contador; (b) Filtro de entrada obstruído (Estevan, 2005).

Por vezes, os sólidos em suspensão arrastados pela água acabam por tapar, gradualmente, o filtro de entrada do contador impedindo, assim, a passagem da água, Figura 3.9 b). Caso os caudais sejam demasiado baixos, originará uma situação equivalente a um contador parado. Esta situação é particularmente grave do ponto de vista da medição, bem como nos

Erros de Medição

56

abastecimentos em que existe um depósito de armazenamento entre o utilizador e a rede pois, muitas vezes, o utilizador não dá a conhecer a grande perda de carga originada e não avisa a Entidade Gestora.

(iii) Desgaste dos elementos mecânicos

Um contador, como qualquer outro instrumento mecânico, vai-se desgastando ao longo da sua vida útil. Como consequência, a curva de erros de um contador não é a mesma quando se instala um contador e quando se recolhe o mesmo, passados alguns anos.

Normalmente, o parâmetro mais utilizado para definir a idade de um contador é o tempo decorrido desde a sua instalação, mas, na prática, este parâmetro torna-se difícil de obter, uma vez que o ano de fabrico nem sempre coincide com o ano de instalação e, quando se introduz na base de dados da Entidade Gestora, gera erros e supõe-se mais idade do que realmente o contador tem em serviço. Assim, em certos trabalhos, optou-se por quantificar a idade dos contadores em função do volume passado/atravessado, sendo este um parâmetro mais acessível e credível aquando da realização de estudos.

(iv) Ar

A correcta medição da água é afectada por outro factor, nomeadamente o ar que entra/existente no interior das condutas. Este factor influencia negativamente, contabilizando ar em vez da água consumida, levando a aumentos de facturação para os consumidores.

No caso de os contadores terem totalizadores com pouca abundância de água, o ar tende a acumular-se na parte superior do contador. Deste modo, as engrenagens do totalizador não são lubrificadas adequadamente, gerando maior atrito a caudais baixos e, consequentemente, maior erro na medição.

O ar acumulado no totalizador pode levar a que um contador pertencente à classe metrológica C passe para uma classe B, além disso, o ar presente no interior de um contador, por um período elevado de tempo, favorece a deposição e solidificação dos sólidos em suspensão, piorando o seu funcionamento.


Ana Sousa 57

3.3 Influência das Características dos Contadores n a Sub-Contagem por Diversos Autores

Segundo Sanchez et al. (2000), existem duas soluções para a resolução do problema de sub-contagem:

� Adequar o tipo de medidor a ser utilizado. Sugerindo contadores volumétricos ou de turbina, de classe metrológica C, uma vez que estes são contadores com maior precisão em baixos caudais e, também, com baixos caudais de arranque;

� Estimativa de volume de água não medido, com base nas características de caudais consumidos e conhecimento dos erros de indicação para baixos caudais, dependendo se há, ou não, informação disponível sobre o sistema. A solução para se estimar o volume submedido é basear-se em: (i) dados reais fornecidos pelos levantamentos de perfil de consumo; (ii) na determinação dos erros de indicação dos contadores, por meio da selecção de amostras significativas;

Os investigadores Pereira e Ilha (2006) avaliaram o índice de sub-contagem da água consumida em edificações de interesse social na cidade de Campinas. Estes consideraram que as perdas por sub-contagem eram causadas, principalmente, pelo sobredimensionamento dos contadores, juntamente com o uso de reservatórios prediais controlados por válvulas de flutuador que mantêm os caudais de entrada abaixo do caudal mínimo, ou seja, o menor caudal em que o contador fornece dados que não possuam erros superiores aos máximos admissíveis.

O trabalho de Pereira e Ilha (2006) foi realizado em conjunto com a empresa Sanasa, de Campinas, tendo definido como área de interesse o bairro denominado Jardim Garcia, que possui aproximadamente 250 imóveis, de onde foi extraída uma amostra de 24 residências para posterior estudo.

A partir da selecção aleatória de residências, utilizaram-se contadores volumétricos, capazes de medir caudais a partir de 2 l/h, com grau de precisão maior do que os instalados, dispostos em série com os contadores existentes nas residências. Posteriormente, fez-se a substituição dos contadores da classe B e caudal máximo de 3,0 m³/h, por contadores de classe B com caudal máximo de 1,5 m³/h. Os contadores substituídos foram calibrados em laboratório para a obtenção dos erros para cada classe de caudal. Com esta substituição, os índices de sub-contagem baixaram de 15,5%, relativamente aos contadores de maior caudal, para 8%, com os de menor caudal.

Assim, Pereira e Ilha optaram por contadores volumétricos. No entanto, é necessário que se garanta a qualidade da água relativamente a materiais que possam obstruir o contador, adoptando medidas, nomeadamente, filtros de retenção fazendo com que estes permaneçam livres de sólidos e podendo ser instalados a montante do contador.

A perda de precisão pode ser causada: (i) pelo desgaste do contador; (ii) pelo tempo de instalação; (iii) por elevados volumes de água atravessados; (iv) por factores que podem estar

Erros de Medição

58

relacionados com a qualidade da água, como sejam, ambiente de instalação ou posição de montagem que danifica as ligações; a existência de muito ar na rede, provocando aumento na rotação do mecanismo de medição. Frequentemente a idade do contador ou o volume por ele escoado é o indicador usado para sua substituição ou verificações programadas (Thornton e Rizzo, 2002).

O manual M6 da AWWA, relativo aos contadores de água, recomenda que estes sejam testados de acordo com o diâmetro e idade:

(i) 5/8” a 1”, a cada período de 10 anos; (ii) 1” a 4”, a cada período de 5 anos; (iii) 4” e maiores que 4”, todos os anos, já que estes contadores maiores geralmente

estão instalados em grandes consumidores e problemas de imprecisão criam mais impacto na facturação e no controle.

Este factor de imprecisão foi demonstrado no trabalho desenvolvido por Sanchez et al. (2000), sobre a sub-contagem causada pelo tempo de instalação dos contadores, na cidade de Juazeiro, no estado da Bahia. A partir da curva de erros associada a contadores de classe B, considerando os erros máximos estabelecidos pelo INMETRO (Brasil), verificou-se que, se os contadores trabalharem frequentemente em baixos caudais, os erros negativos são significativos. Os reservatórios prediais com válvulas de flutuador também são apontados no estudo como causadores de sub-contagem. Como medidas para monitorizar a sub-contagem, Sanchez et al. (2000) recomendam o uso de contadores com maior precisão em baixos caudais, como contadores volumétricos ou de turbina, de classe C ou D, tendo em conta que, a substituição por classes mais elevadas, não resolvem o problema da sub-contagem, pois são mais susceptíveis à qualidade da água e desgaste de engrenagens.

Sanchez et al. (2000) apresentaram, neste seguimento, uma metodologia em que as etapas de realização têm grande importância para a quantificação de perdas provocadas por sub-contagem, uma vez que é necessário que se conheça bem as características do sistema em estudo. Como é afirmado em Costa (1999), o uso de perfil do consumo de uma região, por exemplo, não é, necessariamente, aplicável a outra.

Simplificadamente, as etapas seguidas por Sanchez et al. (2000) foram:

� Selecção de sectores piloto para estudo e análise cadastral, com as proporções de tempo de instalação dos medidores e faixas de consumo mensais;

� Determinação da curva de erros média dos contadores utilizados, estratificados por faixa de consumo;

� Determinação do perfil de consumo típico dos consumidores residenciais do sector estudado (volume consumido em cada faixa de caudal), com o uso de data loggers;

� Cruzamento dos volumes consumidos com os erros esperados de indicação para o contador instalado, determinando-se a percentagem de volume não medido para cada classe de tempo de instalação do contador;

� Determinação, a partir da aplicação da curva tarifária da entidade gestora, da perda de receita e retorno do investimento na substituição dos contadores.


Ana Sousa 59

No Quadro 3.3 estão representados os resultados obtidos, podendo-se observar que os índices de sub-contagem maiores ocorrem na faixa de menor consumo, ou seja, até 5 m3/mês, onde, segundo dados do mesmo trabalho, 60% do abastecimento permanece em caudais próximos ao caudal mínimo do contador, variando de zero a 40 l/h. Em 98% do volume desta classe de consumo, o caudal registado fica próximo ao caudal de transição de um contador pertencente à classe B e de QN igual a 1,5 m3/h. Para as outras classes de caudais, a percentagem de volume consumido em caudais inferiores a 150 l/h é significativa e pode observar-se que influencia directamente os índices de sub-contagem.

Quadro 3.3 - Índices de sub-contagem (%) em contadores de velocidade, considerando-se categorias de consumo estratificadas (Sanchez et al., 2000, modificado).

Tempo de Instalação

[anos]

Consumo Mensal [m3]

Mínimo 5 8 a 17 17 a 24 47 a 56 Máximo 75

Contadores Novos 37,5 9,5 5,2 3,2 1,2

0 a 5 62,5 28,6 23,0 15,2 5,9

5 a 10 65,6 31,8 25,7 17,2 4,7

Superior a 10 54,0 15,5 15,5 9,5 0,3

A conclusão do trabalho de Sanchez et al. (2000) recomenda a substituição de contadores de consumidores acima de 40 m3/mês, de cinco em cinco anos. Para consumidores abaixo desta classe, não é necessariamente importante a substituição do contador a menos que este apresente algum defeito. Para consumidores que pagam taxa fixa, abaixo de 10 m3/mês, não é, também, necessária a substituição por um contador novo pois, do ponto de vista económico, esta instalação, levaria até 40,5 meses para haver o retorno do investimento, sendo que a instalação apenas se justificaria para o controlo de desperdício. Um aspecto interessante deste trabalho foi a verificação de que os contadores com mais de 10 anos de uso apresentavam curvas médias de erro melhores do que os contadores mais recentes, devendo-se ao facto de que os contadores com defeito serem trocados sistematicamente. Outro factor que poderia levar a este resultado seria o caso de haver aferições e manutenções nos contadores com idade superior a cinco anos, como recomenda a Portaria 246 de 2000, do INMETRO (Brasil). Observou-se, ainda, que cerca de 8% do caudal distribuído seria perdido, ainda que fosse feita a adequação dos contadores. Esse mesmo valor foi apresentado pela Sanasa (empresa brasileira), sendo esse volume o que ocorre em caudais abaixo do início de funcionamento dos contadores. Sanchez et al. (2000) indicam que os contadores mais adequados para instalação,

Erros de Medição

60

para consumidores na classe de 10 a 20 m3/mês são os de 0,75 m3/h, classe metrológica A ou B ou 1,5 m3/h de classe metrológica B, sendo que o último é também o mais adequado para consumidores acima de 20 m3/h.

Outros trabalhos, da área, que demonstram a necessidade de se estabelecer critérios para a substituição dos contadores foram desenvolvidos por Taborda (1998) e Davis (2005).

Taborda (1998) realizou um controlo estatístico para conhecer o comportamento dos contadores instalados, em função do tempo de instalação, e para tentar conhecer o tempo de substituição, com vista à redução da sub-contagem. Segundo este, a sub-contagem diz respeito à imprecisão dos contadores em geral e aos efeitos de manutenção deficiente, mas também às roturas nas redes prediais que, frequentemente, provocam caudais inferiores ao caudal mínimo do contador, no qual uma rotura com caudal de 5 a 8 l/h não será registado num contador classe B, mas representará, anualmente, mais de 40 m3 de perda por contador.

Ao levantar o perfil de consumo de 30 utilizadores, Taborda (1998), monitorizou com data

loggers o consumo semanal, 24 horas por dia, e verificou que, para 85% dos consumidores domésticos, os caudais mais significativos compreendem a classe de 100 l/h a 600 l/h, representando 55 a 60% do consumo, embora estes caudais permaneçam no máximo 2,5% do tempo real de consumo, enquanto que em cerca de 90% do tempo os caudais permanecem inferiores a 15 l/h, equivalentes a 10% do consumo total.

Taborda (1998) seleccionou 2800 contadores e agrupou-os em modelos e grupos etários, e demonstrou que a perda de precisão dos contadores se dá com o tempo de uso. Ao proceder ao cálculo da sub-contagem, com base nos erros de medição encontrados nos ensaios e nos perfis de consumo levantados, para os caudais mínimos e de transição, Taborda (1998) estabeleceu um erro médio ponderado. A Figura 3.10 apresenta a evolução dos índices de sub-contagem considerando a combinação entre o tempo de instalação dos medidores e o consumo mensal. Os resultados levaram à conclusão de que a substituição dos contadores domésticos, independente do seu consumo, e dos não-domésticos, com consumos de até 29 m3/mês, deve ser feita de 5 em 5 anos, enquanto que para os contadores não domésticos, com consumo acima de 29 m3/mês, o prazo de substituição deve ser a cada 3 anos (estudo feito na EPAL – contadores instalados em Lisboa).


Ana Sousa 61

Figura 3.10 – Evolução da sub-contagem por grupos etários (Taborda, 1998).

O desgaste provocado pelo tempo de uso também pode ser visto no trabalho de Sanchez et al. (2000), onde os contadores comparados apresentavam um tempo de uso que variava entre contadores novos e contadores com mais de 10 anos. O desgaste e, consequente, a perda de precisão foram verificados em contadores com a mesma idade, do mesmo fabricante, mas com volumes de medição acumulados diferentes. Os contadores estudados foram colocados em operação em 1993. Foram retirados 132 contadores durante um ano, agrupados por volume acumulado. Seguidamente, foram testados, em laboratório, compreendendo 3 classes de caudal: 0,94 l/min, 7,51 l/min e 56,37 l/min. Os valores de erros encontrados foram comparados com a curva de erros do fabricante, para cada classe de caudal considerada, podendo verificar-se que a perda de precisão vai aumentando conforme o volume acumulado aumenta. O estudo mudou a política de substituição de contadores na cidade onde foi realizado o estudo, uma vez que esta substituição era feita em períodos de 10 anos e agora é feita tendo em conta o volume acumulado.

A qualidade da água pode afectar sensivelmente os contadores, tanto os volumétricos como os de velocidade, tendo presente na sua constituição partículas que se depositem no mecanismo de medição do contador, bem como, sólidos em suspensão. Os efeitos variam de acordo com o modelo e com o tipo de contador. No caso de deposição, inicialmente a maioria dos contadores tendem a indicar sobre-contagem em caudais médios e altos e sub-contagem em baixos caudais. À medida que o material depositado aumenta, cria-se resistência ao movimento das engrenagens e todos os caudais podem passar a ser sub-medidos. Mello (2000) observou que a deposição de um micro-pó nos contadores utilizados em sua pesquisa, provocou a sobre-contagem registada durante o levantamento da curva de erros dos contadores usados na experiência. Após a lavagem das partes internas e da remoção dos sólidos que aderiram ao contador, foram apresentadas novas curvas de erros mostrando que a

Erros de Medição

62

medição retomou os padrões normais/normalizados, conforme pode ser comparado na Figura 3.11, mantendo apenas a sub-contagem, com algumas alterações, provocada pela inclinação dos contadores.

No caso dos medidores volumétricos, pode haver obstrução do filtro interno, o que prejudicará muito a medição, além de uma possível obstrução e travamento do contador.

A Figura 3.11 mostra, também, o efeito causado pela inclinação dos contadores, já que a experiência realizada por Mello (2000) teve como objectivo observar o comportamento de contadores do tipo monojacto e multijacto, de classe metrológica A e B, para caudais nominais de 1,5 m3/h e fabricantes diferentes, trabalhando em posição inclinada. A inclinação dos contadores provoca uma perda de sensibilidade para caudais baixos, afectando o início de funcionamento do contador, como pode ser visto na Figura 3.11, o que pode causar grande sub-contagem, dependendo das características do abastecimento. Mello (2000) observou também uma variação no índice de sub-contagem entre 10% e 20%, de acordo com a inclinação provocada no contador.


Ana Sousa 63

Curva de erros após a limpeza dos medidores

Figura 3.11– Curvas de erros dos contadores nas posições de operação (Mello, 2000).

A posição de montagem dos contadores pode afectar muito o desempenho do mesmo e reduzir a sua vida útil, uma vez que alguns contadores são fabricados para operar apenas na posição vertical. Além disso, a existência de curvas ou outras ligações que provoquem turbulências no fluxo de água, a montante do contador, também poderá afectar o seu funcionamento, devendo-se sempre garantir uma distância que mantenha um nível de turbulência que não afecte o funcionamento do contador (Rizzo et al., 2004), aspecto particularmente importante nos contadores de velocidade.

Curva de erros antes da limpeza dos medidores

Erros de Medição

64

Arregui et al. (2005) demonstrou que uma posição incorrecta de montagem aumenta a fricção nas partes móveis do contador, reduzindo o seu tempo de vida útil e afectando a medição, principalmente em caudais baixos. Dependendo do padrão de consumo, a perda de volume contabilizado pode variar entre 1% e 4%. Como exemplo, o erro causado na montagem a 45º de contadores de classe B e C, em caudal de 22.5 l/h, comparado com a medição dos contadores na posição correcta, são mostrados no Quadro 3.4.

Quadro 3.4 – Perda de precisão em contadores domésticos devido à inclinação (Arregui et al., 2005, modificado).

Montagem Modelo 1

Classe C

Modelo 2

Classe B

Modelo 3

Classe B

Modelo 4

Classe C

Modelo 5

Classe C

Horizontal 1,5% -0,6% -5,7% 0,3% 0,2%

45º -2,9% -10,1% -37,9% -2,6% -4,5%

Diferença 4,4% 9,5% 32,2% -2,9% 4,7%

Alves et al. (2004) afirmam que o funcionamento dos contadores de turbina é prejudicado quando se encontram a trabalhar na posição inclinada e os que são preparados para funcionar na posição vertical não estão normalizados. Assim, apenas os contadores volumétricos são indicados para esta finalidade, enquanto que os contadores com totalizadores inclinados têm sido considerados uma boa opção para o combate à sub-contagem, pois evitam a instalação dos contadores inclinados para facilitar a leitura.

O padrão de consumo, bem como o dimensionamento do contador, são aspectos essenciais para se garantir uma boa medição. Contudo, muitas companhias quando fazem a aquisição de contadores para um novo bairro, não têm como prever as características dos imóveis a ser edificados, não sendo possível ter em consideração características importantes como: (i) o tipo de abastecimento (directo ou indirecto); (ii) tipos de descargas utilizadas; (iii) número de moradores; (iv) entre outras. Além disso, sabe-se que, na prática, não é possível fazer esse levantamento para todos os utilizadores, fazendo-se assim, um levantamento de amostras ou estimando-se o consumo.

Segundo Arregui et al. (2005), a medição será mal feita desde o primeiro dia, independente da qualidade metrológica do contador usado, caso este tenha sido mal dimensionado. Este factor provoca desde a sub-contagem, no caso de contadores maiores do que o necessário, até ao desgaste acelerado, quando subdimensionado. A sub-contagem causada por um contador mal dimensionado é ilustrada na Figura 3.12, onde um contador do tipo Woltmann de 50 mm e de classe metrológica B foi instalado numa residência de grande consumo, em vez de um outro,


Ana Sousa 65

de 40 mm e classe C, que seria mais adequado devido à existência de um reservatório instalado pelo consumidor, entre outros mecanismos de controlo de fluxo. Segundo Arregui et

al. (2005), como os caudais registados se situam abaixo de 10 m3/h na maior parte do tempo, isto é, somente em 0,16% do tempo se obteve um consumo superior aos 10 m3/h, seria mais correcto usar um contador de 30 mm de diâmetro e com caudal nominal de 5 m3/h.

Thornton (1998) afirma que o mau dimensionamento dos contadores fará com que os mesmos originem sub-contagem ou que apresentem defeitos, ficando rapidamente fora de operação, se forem sobredimensionados.

Figura 3.12 – Caudal amortecido pelo reservatório predial (Arregui et al., 2005).

Outro grande factor a ter em conta é a correcta estimativa das perdas por sub-contagem. Miranda (2005) chama a atenção para a necessidade da padronização de indicadores, com a uniformização de termos e siglas, com uma metodologia simplificada para os cálculos de erros prováveis nos factores envolvidos na monitorização das perdas. No caso dos contadores, os parâmetros seleccionados para análise são: (i) o volume de água consumido medido; (ii) as características dos contadores e condições de instalação; (iii) operação; (iv) manutenção; (v) leitura. O trabalho incide na necessidade de definição de critérios para a estimativa de volumes não medidos, bem como caracteriza o que é “erro”. Assim, considera que “erro” está relacionado com os erros de medição e do contador, bem como os erros provenientes do sistema comercial.

O trabalho de Miranda (2005) consiste em evidenciar a importância dos indicadores e a sua fiabilidade, sendo que, no caso da micromedição, os volumes submedidos ou não medidos, devem ser estimados e, portanto, necessitam de critérios claros e de bases de dados fiáveis para que possam ser correctamente representados no cálculo das perdas.

As estimativas dos valores submedidos e dos erros envolvidos foram também tidas em conta no trabalho de Costa et al. (1999), onde se avaliou a sub-contagem de contadores de um sector de Mauá, com o objectivo de estimar o factor de sub-contagem e discussão da

Reservatório Intermediário

Rede

Válvula Medidor de água

Erros de Medição

66

aplicabilidade da metodologia e dos resultados em outras áreas de abastecimento. Assim, foram escolhidas duas vertentes de trabalho:

(i) Comparação de volumes micromedidos com macromedidos, com posterior substituição dos contadores, de várias idades, marcas e classes metrológicas para comparação dos resultados;

(ii) Calibração de uma amostra dos contadores retirados, para estimativa do volume submedido.

Isolou-se o sistema de abastecimento para posteriormente estudar e manteve-se apenas uma entrada, onde se instalou um macromedidor, tendo em conta a comparação do valor macromedido e do valor micromedido, supondo-se que a diferença entre os dois valores seria o volume submedido. Verificou-se que nos pontos de consumo os contadores trabalhavam um tempo relativamente considerável em caudais abaixo do caudal mínimo, além de que todos possuíam reservatório predial. Também se controlou a pressão no sistema por cinco dias. No entanto, a falta do levantamento do perfil de consumo dos utilizadores onde o trabalho foi realizado, afectou os resultados, pois utilizaram-se dados de outra pesquisa, a qual foi feita através de um sistema sem intermitência. Os contadores recolhidos para serem testados eram do tipo monojacto, com tempo de instalação inferior a 10 anos, e contadores multijacto, com mais de 18 anos. Os contadores monojacto forneceram indicações de caudais com erros dentro das classes esperadas, enquanto que os contadores multijacto apresentaram erros elevados, indicando sub-contagem em caudais baixos e sobre-contagem em caudais intermédios.

Segundo Costa et al. (1999) a intermitência influencia directamente a análise de sub-contagem, tanto em macro como em micromedidores, uma vez que os valores encontrados mostraram o valor micromedido maior que o macromedido. Recomendaram assim algumas medidas para que os resultados obtidos fossem fiáveis, nomeadamente, a instalação de um macromedidor previamente calibrado, dotado de registadores contínuos de pressão e de caudal, principalmente para o controlo do abastecimento no período nocturno; levantamento do perfil de consumo (volume consumido por classe de caudal) dos pontos de consumo do sistema; retiro e calibração dos contadores novos instalados no sistema; realização dos testes em área livre de intermitência.

CAPÍTULO 4

Ana Sousa 67

4 ESTUDO DE CASO

O estudo de caso contempla a realização de uma série de actividades nomeadamente, a selecção dos contadores a serem analisados, a colheita dos mesmos e, por fim, organização e análise dos dados do estado em que os contadores se encontram.

Neste Capítulo fez-se um estudo, prático, com o intuito de se estudar, numa zona restrita da cidade de Coimbra, a evolução sofrida após a substituição dos contadores existentes.

4.1 Descrição do Estudo de Caso

O presente estudo de caso consistiu na recolha de uma amostra de 201 contadores de calibres 15 e 20 mm, numa zona residencial em Santa Clara, Coimbra, para posterior análise do funcionamento dos mesmos. Essa análise foi efectuada em laboratório certificado, pertencente à entidade Águas de Coimbra.

Note-se que, nesta zona, a rede de distribuição é abastecida pelo reservatório de água Arruela, que se encontra ligado ao sistema de telegestão da Águas de Coimbra, onde o caudal é monitorizado à saída em intervalos de 1 minuto.

A rede do reservatório Arruela é relativamente antiga, motivo pelo qual ainda é comum encontrar condutas de Fibrocimento e algumas de Ferro Fundido, como poderemos constatar no Quadro 4.1. Neste quadro discriminam-se as condutas influentes, na rede estudada, por tipo de material e comprimentos.

Quadro 4.1- Elementos constituintes da rede.

Material Comprimento [m]

Fibrocimento (FIB) 1200

Policloreto de Vinilo (PVC) 4400

Polietileno de Alta Densidade (PEAD) 500

Ferro Fundido (FF) 100

Ferro Fundido Dúctil (FFD) 450

Aproximadamente 350 ramais

Deste modo, o principal objectivo deste trabalho consistiu na avaliação dos erros de medição de contadores de água domésticos, uma vez que estes perdem precisão à medida que

Estudo de Caso

68

envelhecem e, consequentemente, acabam por originar perdas para as Entidades Gestoras (Perdas Aparentes) se a quantidade medida for inferior à quantidade de água realmente consumida. Assim, é importante caracterizar bem os erros de medição dos contadores e adoptar soluções com vista a minimizar essas referidas Perdas Aparentes.

Neste seguimento, e para que não se verificassem problemas em campo e posteriores dificuldades de análise, pode dizer-se que o trabalho foi efectuado segundo a seguinte sequência:

(i) Em primeiro lugar, seleccionou-se a amostra de contadores que serviu de base ao estudo e, posteriormente, procedeu-se à sua recolha e transporte para o laboratório de contadores da Águas de Coimbra.

(ii) A recolha dos contadores foi efectuada com cuidados acrescidos por forma evitar danos adicionais que possam condicionar, posteriormente, o estudo em laboratório. As precauções no transporte dos mesmos foram, também, relevantes uma vez que era importante manter intactas as condições/características “in situ”. Assim, os contadores foram devidamente colocados e acondicionados em caixas de poliestireno expandido para que não houvesse colisão entre eles, danificando-os e, consequentemente, afectasse os ensaios para o cálculo do erro de medição.

(iii) Na chegada ao laboratório, a amostra de contadores foi registada e mantida à parte dos restantes contadores já presentes no laboratório, para que se preservasse o mais possível as suas características, não havendo contágio da amostra com outros contadores.

(iv) Posteriormente, os contadores foram retirados das caixas e montados em série nas bancadas, novamente com o máximo cuidado possível.

(v) Seguidamente, os contadores foram ensaiados com caudais na ordem dos 250 l/h, 500 l/h, 750 l/h, 1000 l/h, 1250 l/h e 1500 l/h.

Na Figura 4.1 ilustra-se a bancada do laboratório de contadores da Águas de Coimbra, com os contadores retirados e especificados anteriormente para ensaio.

Estudo de Caso CAPÍTULO 4

Ana Sousa 69

Figura 4.1 – Contadores em série na bancada do laboratório da Águas de Coimbra.

O referido ensaio consiste, simplificadamente, em fornecer um caudal a montante dos contadores que será monitorizado até ao valor pretendido, por exemplo de 250 l/h. Alcançando o caudal pretendido, fecha-se a bomba que alimenta a bancada para serem retiradas as leituras iniciais nos contadores. Seguidamente, a bomba é novamente aberta até se encher uma cuba com capacidade de 100 litros. Após a cuba atingir a sua capacidade, a bomba é desligada e são retirados os seguintes valores:

- Tempo, em segundos, que demorou até ser atingida a capacidade da cuba;

- Volume real da cuba, em litros;

- Leituras finais dos contadores, em m3, para posterior cálculo do erro de medição.

(vi) Análise e estudo dos dados recolhidos em campo. Os quais serão apresentados em tabelas e gráficos por forma a serem mais facilmente analisados.

Os resultados serão apresentados posteriormente, nos pontos 4.2 e 4.3. As conclusões adquiridas no presente estudo, bem como as medidas adoptadas para combater o problema da sub-contagem serão descritas no Capítulo 5.

Estudo de Caso

70

4.2 Análise do Estudo de Caso

Para tentar diminuir os erros de sub-contagem de contadores de água domésticos há que analisar os contadores existentes nas residências. Para servir de base ao estudo realizado, a Águas de Coimbra seleccionou uma amostra constituída por 201 contadores, na zona de Santa Clara em Coimbra, cujas características são apresentadas no Quadro 4.2 onde se especifica o número de contadores, a marca dos contadores, o calibre e a idade.

Quadro 4.2 – Dados dos contadores substituídos.

Quantidade de Contadores Marca Calibre

[mm] Idade [anos]

1 BJ 20 3

2 BJ 15 4

1 BJ 15 5

16

Reg

15

6

3 20

23

BJ

15

1 20

9

Reg

15

7

1 20

20

BJ

15

4 20

18

Reg

15

8 7 20

16 BJ 15

21

Reg

15

9

6 20


Ana Sousa 71

14

BJ

15

1 20

2

Reg

15

10

2 20

12

BJ

15

2 20

7

Reg

15

11

2 20

4

BJ

15

1 20

1 Reg 15

12 1

BJ

15

1 20

2 BJ 15 13

Total = 201 contadores

Onde BJ – Bruno Janz; Reg - Reguladora

Após a realização dos ensaios metrológicos a esta amostra de contadores (presente no Quadro 4.2), no laboratório da Águas de Coimbra, foi feita uma primeira análise, utilizando como ferramenta o Excel, comparando os erros observados nos contadores em função dos caudais por eles atravessados e, também, tendo em conta a sua idade.

Nas Figuras 4.2 e 4.3 apresentam-se os gráficos Erro – Caudal, resultante da análise feita em laboratório.

Estudo de Caso

72

Figura 4.2 – Erros de todos os contadores de água em função do caudal e da idade.

Figura 4.3 – Erros de sub-contagem de contadores de água compreendidos entre os -20% e os 5%.

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Err

o (%

)

Caudal (l/h)

Erros de Sub-contagem de Contadores de Água Residenciais

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

-20

-15

-10

-5

0

5

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Err

o (%

)

Caudal (l/h)

Erros de Sub-contagem de Contadores de Água Residenciais

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13


Ana Sousa 73

Das Figuras 4.2 e 4.3 acima representadas pode observar-se que não existe uma relação entre a evolução dos erros e a idade, e existem contadores onde o erro diminui à medida que o caudal aumenta e outros onde tal não se verifica. Note-se que na Figura 4.2 é apresentado um contador com nove anos de idade que se encontra completamente parado, apresentando, assim, um erro de -100%.

Numa segunda fase recorreu-se a um programa de estatística, o SPSS, para a realização de um estudo mais aprofundado sobre os erros de contagem dos contadores. Neste estudo apenas foram considerados os contadores de calibre 15 mm, uma vez que o número de contadores de calibre 20 mm existentes na amostra era demasiado pequeno.

Na introdução dos dados no SPSS, tiveram-se em consideração apenas os contadores que foram testados aos seis valores distintos de caudais, ou seja, contadores que foram ensaiados em bancada fazendo passar os caudais de 250 l/h, 500 l/h,750 l/h, 1000 l/h, 1250 l/h e, por fim, 1500 l/h, tendo-se retirado os dados do contador n.º 31834 que se encontrava completamente avariado (registou erros de -100% em todos os ensaios realizados – contador parado) e outros contadores que, em certos caudais, registaram valores de erros, muito diferentes dos restantes, os chamados outliers em linguagem estatística.

Assim, o estudo acabou por incidir sobre uma amostra de 137 contadores de calibre 15 mm, com os erros devidamente calculados para os seis caudais, distribuídos por cinco classes de idade, ou seja, idade inferior ou igual a 6 anos, idade igual a 7 anos, idade igual a 8 anos, idade igual a 9 anos e, por fim, idade igual ou superior a 10 anos.

No seguinte Quadro 4.3 apresentam-se os contadores usados para esta análise estatística, bem como as suas características.

Estudo de Caso

74

Quadro 4.3 – Amostra de Contadores usados na análise de estatística.

Quantidade de Contadores Marca Calibre Classe de

Idade [anos]

16 BJ

15

1 [<6]

12 Reg

17 BJ

2 [7]

9 Reg

12 BJ

3 [8]

15 Reg

11 BJ

4 [9]

19 Reg

17 BJ

5 [≥10]

9 Reg

Total = 137 Contadores

Com os elementos deste quadro e os erros calculados através das leituras obtidas em laboratório, realizou-se a análise no SPSS, da qual resultou a Figura 4.4:


Ana Sousa 75

Figura 4.4 – Linhas de erros dos contadores.

Na Figura 4.4 apresentam-se as linhas de erros correspondentes às classes de idade:

1 – contadores com idade inferior ou igual a 6 anos;

2 – contadores com idade igual a 7 anos;



5 – contadores com idade igual ou superior a 10 anos.

Por sua vez, as classes de caudal representam:

1 – caudal de 250 l/h;




Estudo de Caso

76


6 – caudal de 1500 l/h.

Da Figura 4.4, acima representada, tendo por base os resultados obtidos neste estudo estatístico, e, contrariamente ao que se esperava teoricamente, não se pode concluir que o factor idade seja preponderante para o aumento do erro.

Taborda (1998) afirmou que a perda de precisão é devida ao tempo de uso de um contador, ou seja, a idade é o factor preponderante para a perda de precisão, e que contadores domésticos, independentemente do seu consumo, ou contadores não-domésticos com consumo medido até aos 29 m3/mês devem ser substituídos a cada período de 5 anos. Os contadores não-domésticos que tenham consumos medidos acima dos 29 m3/mês, deverão ser substituídos a cada 3 anos.

Comparando a afirmação de Taborda (1998) com os dados obtidos no estudo deste trabalho, verifica-se que há uma contradição, pois existem contadores presentes na amostra que, apesar de uma idade superior, apresentam erros menores, comparando com contadores mais novos.

Sanchez et al. (2000) também estudou a perda de precisão dos contadores em função do tempo de uso dos mesmos. No entanto, chegou à conclusão que os contadores deviam ser substituídos em função do volume acumulado e não só em função da idade, uma vez que, anteriormente a este estudo, a política de substituição dos contadores era feita em períodos de 10 anos e agora é feita tendo em conta o volume acumulado.

No presente trabalho, no que se refere à diminuição do erro com o aumento do caudal tal foi verificado. Logo, para a amostra testada, o factor idade não é significativo. Tal pode ser verificado através dos quadros do SPSS, Quadros 4.4 e 4.5, obtidos através da análise dos valores registados em laboratório, que se apresentam seguidamente.

Quadro 4.4 - Quadro representativo do Teste de Multivariáveis.


Ana Sousa 77

Como se referiu anteriormente, e tendo presente o Quadro 4.4, verifica-se uma significância mais reduzida para o factor caudal quando comparada com o factor idade, nomeadamente na ordem de 1% e 86%, respectivamente. Em linguagem estatística, quanto mais próximo de zero for a significância, mais influente é o parâmetro em análise, pelo que este terá de ser considerado, caso contrário poder-se-á rejeitar o mesmo parâmetro. Querendo isto então dizer que o parâmetro idade pode ser rejeitado, dada a sua elevada significância.

Por outro lado, temos o teste de Fisher, representado por F no Quadro 4.4. Este valor é tanto mais influente quanto maior for o seu valor. No caso específico em estudo verifica-se um valor de aproximadamente 6 para o caudal e 0,3 para a idade, comprovando uma vez mais a maior influência exercida pelo caudal no erro.

No Quadro 4.5 apresentam-se os valores obtidos, através do SPSS, para o teste de esfericidade, para as variáveis caudal, idade e caudal*idade.

Quadro 4.5 – Quadro representativo do teste de esfericidade.

O teste de esfericidade é mais um teste para estudar a significância das variáveis. Assim, pode-se verificar que os factores caudal e idade apresentam uma significância de 8 % e 50 %, respectivamente. Nota-se, mais uma vez, que o caudal influencia mais o erro no contador do que a idade.

Para complementar este trabalho, foram disponibilizadas as leituras dos contadores substituídos, ao longo do ano anterior à substituição, e as leituras dos contadores colocados de novo (alguns eram contadores reparados e outros eram novos) desde a substituição até ao presente. Com as leituras dos contadores obteve-se o consumo, em m3, anterior e posterior à substituição e, tendo também as datas das leituras, foi possível determinar o número de dias onde houve tal consumo. Assim, foi calculado o caudal medio diário, em m3/dia, antes e depois da substituição, para servir de comparação. O gráfico apresentado na Figura 4.5 pretende exemplificar exactamente esse estudo.

Estudo de Caso

78

Figura 4.5 – Leituras anteriores e posteriores à substituição dos contadores.

Da Figura 4.5 pode-se observar que não há uma distinção clara entre o aumento ou diminuição de consumo em função da substituição por contadores reparados ou por contadores novos. Existem contadores que depois de substituídos passaram a medir mais e outros que passaram a medir menos, podendo observar-se uma ligeira tendência global de redução do consumo após a substituição.

Nota-se que os contadores substituídos por novos encontram-se muito próximos da linha de separação, linha a partir da qual se verifica que houve um aumento ou redução de consumo, tendendo a registar maiores ou menores consumos, levando a concluir que os contadores existentes, apesar do tempo de uso, estariam a medir relativamente bem. É importante referir, também, que há uma maior densidade de pontos no início da recta, nomeadamente, entre 0 m3/dia e 0,4 m3/dia. Tratando-se de uma zona residencial, com contadores maioritariamente domésticos, o consumo será idêntico, ou quando o consumo varia, varia pouco. Os pontos, no gráfico da Figura 4.5, que apresentam um maior consumo, na ordem dos 0,9 m3/dia e 1,2 m3/dia, pode dever-se ao facto de ser uma pequena indústria.

No Quadro 4.6 apresenta-se a variação do consumo dos contadores substituídos por reparados e novos.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Dep

ois

[m3 /

dia]

Antes [m3/dia]

Leituras anteriores e posteriores à substituição

ReparadosSeparaçãoNovos


Ana Sousa 79

Quadro 4.6 – Percentagem de Contadores substituídos.

Reparados Novos

Diminuição do

Consumo

Aumento do

Consumo

Consumo mantido

Diminuição do

Consumo

Aumento do

Consumo

Consumo mantido

Quantidade de

Contadores 64 48 5 9 8 1

Percentagem 54,2 % 40,7 % 4,2 % 50 % 44,4 % 5,6 %

Fazendo uma análise mais profunda, em termos de percentagem e tendo por base os dados do Quadro 4.6, pode concluir-se que, após a substituição dos contadores o consumo medido tende a diminuir, isto é, 54,2% dos contadores reparados diminuem o consumo medido e apenas 4,2% mantêm o mesmo consumo medido.

Em relação aos contadores novos, 50,0% diminuem o consumo medido enquanto que 5,6% mantêm o consumo medido. Relativamente ao aumento do consumo medido, após a substituição, verifica-se que os contadores novos apresentam uma maior percentagem comparativamente aos contadores reparados.

Esta tendência global de redução do consumo após a substituição dos contadores pode dever-se a vários factores, nomeadamente: (i) a ocorrência de detritos que ficam aprisionados dentro do contador aquando da substituição dos mesmos o que fará com que o contador instalado venha a medir menos; (ii) à possível alteração dos hábitos de consumo por parte dos clientes, ou seja, a troca das descargas do autoclismo de simples para dupla fazendo com que haja um racionamento da água utilizada ou então, a colocação de garrafas no interior do autoclismo para diminuir o volume de água consumido; (iii) a alteração da composição dos agregados familiares, também pode contribuir para a diminuição do consumo.

4.3 Erro Global

Ao longo de uma semana, monitorizaram-se consumos de água numa amostra de dez habitações, na zona de Santa Clara, em Coimbra, efectuando leituras de minuto a minuto e posterior cálculo dos respectivos caudais de água consumida.

Os caudais medidos foram agregados em classes de caudal semelhantes às dos contadores ensaiados, tendo-se posteriormente apurado os valores de consumo de água correspondentes a cada classe de caudal. No Quadro 4.7 estão identificados os caudais de consumo das residências distribuídos pelas seis classes ensaiadas.

Estudo de Caso

80

Quadro 4.7 – Caudais distribuídos pelas respectivas classes de caudais ensaiadas.

Caudal de consumo nas habitações [l/h]

< 375 375 - 625 625 - 875 875 - 1125 1125 – 1375 >1375

Classe de Caudal ensaiada [l/h]

250 500 750 1000 1250 1500

Tendo por base o Quadro 4.7, para um caudal medido numa habitação inferior a 375 l/h, faz-se corresponder à classe de caudal ensaiada de 250 l/h, para um caudal compreendido entre 375 l/h e 625 l/h, faz-se corresponder à classe de caudal ensaiada de 500 l/h, e assim sucessivamente até chegar a um caudal de medido maior que 1375 l/h que corresponde à classe de caudal ensaiada de 1500 l/h.

A Figura 4.6 representa a monitorização das dez habitações durante o período de uma semana, relembre-se que essa monitorização foi efectuada minuto a minuto durante os 7 dias da semana. Note-se que, praticamente, não há registos de caudal superior a 1500 l/h, o que nos permite concluir que os caudais usados nos ensaios representam, efectivamente, a gama de caudais que ocorre na realidade, ou seja, trata-se de um estudo realista.

Estudo de Caso

Ana Sousa

Figura 4.6 – Caudais relativos Caudais relativos ao consumo de água de uma amostra de dez residências.

CAPÍTULO 4

81

ao consumo de água de uma amostra de dez residências.

Estudo de Caso

82

Seguidamente transformaram-se os caudais em consumo [mpercentagem, para cada uma das classes de caudal no consumo total medido, para posterior cálculo do erro. O cálculo do peso de cada classe é obtido através do quociente entre o consumo da classe e o consumo total.

Na Figura 4.7 mostra-se o peso do consumo em função do caudal.

Figura 4.7 – Peso de cada uma das classes de c

Notou-se um peso muito mais significativo para a classe de caudal de 250 l/h com uma percentagem de peso de 48,7%, tal como se esperava, uma vez que se trata de uma zona residencial e, em oposição, a classe de caudal de 15000,3% de peso.

Assim, para estimar o erro global de subos pesos acima calculados, vem:

BPP*QR*STR = ∑VBPP*BPP*QR*STR = WXBPP*V250Z

�XBPP*V750Z�XBPP*V1250/]º_(5*)�T_*P(6

BPP*QR*STR � `V267,170 N 48� V299,105 N 4,2

0

10

20

30

40

50

60

250

48,7 %

Pes

o (%

)

se os caudais em consumo [m3] e calcularampercentagem, para cada uma das classes de caudal no consumo total medido, para posterior

o peso de cada classe é obtido através do quociente entre o consumo da classe e o consumo total.

se o peso do consumo em função do caudal.

Peso de cada uma das classes de caudal no consumo total medido

se um peso muito mais significativo para a classe de caudal de 250 l/h com uma percentagem de peso de 48,7%, tal como se esperava, uma vez que se trata de uma zona residencial e, em oposição, a classe de caudal de 1500 l/h com uma percentagem de, apenas,

Assim, para estimar o erro global de sub-contagem dos contadores ensaiados, tendo em conta

BPP*f N g(6*fZ/]º_(5*)�T_*P(6_TTh*6�PT

Z N i(6*V250Z �XBPP*V500Z N i(6*V500V Z N i(6*V750Z �XBPP*V1000Z N i(6*V1250Z N i(6*V1250Z �XBPP*V1500Z N i(6*

5*)�T_*P(6_TTh*6�PT

48,7%Z � V241,708 N 30,8%Z � V245,763 N2%Z � V2104,394 N 1,1%Z � V2133,736 N

500 750 1000 1250 1500

30,8 %

14,8 %

4,2 %1,1 % 0,3 %

Caudal [l/h]

-se os pesos em percentagem, para cada uma das classes de caudal no consumo total medido, para posterior

o peso de cada classe é obtido através do quociente entre o

no consumo total medido.

se um peso muito mais significativo para a classe de caudal de 250 l/h com uma percentagem de peso de 48,7%, tal como se esperava, uma vez que se trata de uma zona

l/h com uma percentagem de, apenas,

contagem dos contadores ensaiados, tendo em conta

Th*6�PT (4.1)

V500ZV1000Z

i(6*V1500Zl

N 14,8%ZN 0,3%Zm/137


Ana Sousa 83

Donde resulta:

BPP*QR*STR � 258,06137 = −0,42%

Com este erro global negativo de 0,42 % pode concluir-se que os contadores ensaiados neste trabalho prático não se encontravam em muito mau estado de conservação e funcionamento. No entanto, eram prejudiciais à Entidade Gestora, uma vez que é muito provável que o consumo de água foi maior do que o efectivamente contabilizado.

Por outro lado, avaliando o erro da amostra estudada por idade do contador obtém-se os resultados do Quadro 4.8 (note-se que a dimensão de algumas amostras por idade é muito reduzida).

Quadro 4.8 – Erro dos contadores por idade.

Idade [anos] Quantidade de Contadores Calibre Erro (%)

4 2

15

-3,596

6 26 0,035

7 26 0,241

8 27 0,124

9 30 -0,170

10 12 -1,737

11 11 -0,159

12 1 -0,224

13 2 1,245

Total = 137 Contadores

Através do Quadro 4.8 verifica-se mais uma vez que os erros não seguem uma sequência lógica à medida que o contador vai envelhecendo e isto também se comprova na Figura 4.8, em gráfico, tornando-se mais susceptível.

Estudo de Caso

84

Figura 4.8 – Erro por Idade do Contador.

Da Figura 4.8 pode-se constatar que o andamento dos pontos não segue um comportamento constante.

O erro para os dois contadores da amostra com 4 anos de idade é bastante significativo e negativo, o que não é nada favorável para as Entidade Gestora. No entanto, em contadores mais envelhecidos, como o caso de contadores com 11 anos de idade, o erro é bastante menor, ainda que negativo. Mas, por exemplo, no caso de contadores com idade de 6 anos, o erro também é baixo e positivo, isto é, favorece a Entidade Gestora, prejudicando o consumidor.

No capítulo 5 serão apresentadas as conclusões acerca do trabalho bem como as medidas necessárias para ajuda ao combate das perdas aparentes e, consequentemente, o problema da sub-contagem.

-4

-3

-2

-1

0

1

2

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Err

o (%

)

Idade [anos]

Erro por Idade de Contador

CAPÍTULO 5

Ana Sousa 85

5 CONCLUSÃO

O controlo das perdas de água, nomeadamente, das perdas aparentes é fundamental para a sustentabilidade das Entidades Gestoras. A redução das perdas reais traduz-se em aumentos de eficiência e a redução das perdas aparentes conduz a melhor desempenho a nível económico. As perdas aparentes abrangem os erros de medição, nomeadamente os erros nos contadores, e consumos de água não autorizados, ou seja, existência de ligações ilícitas, a violação dos contadores bem como o uso fraudulento de marcos e bocas-de-incêndio.

O problema dos erros de medição em contadores de água domésticos não pode ser posto de parte uma vez que tem consequências na factura da água consumida: tanto pode prejudicar o consumidor como as Entidades Gestoras, dependendo de se o erro é positivo (sobre-contagem) ou negativo (sub-contagem), respectivamente.

A sub-contagem contribui para as perdas aparentes e as suas principais causas devem-se a:

� Classe metrológica inadequada para medição de determinados perfis de consumo; � Desgaste natural dos mecanismos internos; � Exposição a altas pressões; � Instalação inadequada dos contadores; � Dimensionamento incorrecto; � Incrustações; � Sólidos em suspensão.

A redução das perdas aparentes passa pela implementação de diversas medidas, de entre as quais, no âmbito da sub-contagem, se salientam as seguintes:

� Aferição dos medidores de caudal de água distribuída; � Aferição dos contadores dos clientes; � Dimensionamento adequado dos contadores; � Correcta selecção dos contadores; � Substituição periódica de contadores; � Aperfeiçoamento do sistema de leitura; � Aperfeiçoamento do sistema de facturação; � Localização de ligações ilegais ou não registadas.

As Entidades Gestoras têm um papel fundamental no transporte e na qualidade da água que chega até ao consumidor. As infra-estruturas se forem correctamente projectadas e se encontrarem em bom estado de conservação, para além de servir e ajudar no combate às perdas de água, fornecem conforto e qualidade à água que chega ao consumidor.

Conclusão

86

A presente dissertação teve como principal objectivo apresentar um estudo bibliográfico sobre erros de sub-contagem em contadores de água domésticos. Para tal, foi feita uma pesquisa acerca dos vários tipos de contadores e suas classes metrológicas, noções de micromedição e sub-contagem, bem como a realização de uma componente prática.

A componente prática apresentada nesta dissertação foi desenvolvida através da selecção, recolha, transporte e avaliação de uma amostra de contadores no laboratório de contadores da empresa Águas de Coimbra. Os contadores são provenientes de residências da zona de Santa Clara, Coimbra, sendo o sistema de abastecimento de água nessa zona abastecido pelo reservatório Arruela, contendo uma rede relativamente antiga.

Os contadores de água domésticos tendem a perder precisão à medida que vão envelhecendo. Teoricamente, quanto mais idade um certo contador tiver, menos preciso será, e, por outro lado, se o caudal atravessado por este mesmo contador for demasiado baixo ou demasiado elevado, maior erro apresentará.

Taborda (1998) afirmou que os contadores domésticos, independentemente do seu consumo, ou contadores não-domésticos com consumo medido ate 29 m3/mês devem ser substituídos a cada período de 5 anos e, quando os consumos medidos forem superiores a 29 m3/mês, para contadores não-domésticos, estes devem ser substituídos de 3 em 3 anos, pois o factor idade é a principal causa para a perda de precisão.

Neste trabalho tal não se verificou pois houve contadores com apenas 4 anos de idade que apresentaram um erro bastante elevado de -3,596%, enquanto que, contadores com 11 anos de idade, por exemplo, apresentaram um erro muito menor de -0,159%. As análises no SPSS comprovam, também, que a idade não é um factor preponderante para perda de precisão dos contadores. Relativamente ao factor caudal, este tem um peso significativo no que diz respeito ao erro apresentado pelos contadores, comprovando-se nos quadros apresentados pelo SPSS, resultado idêntico ao de Sanchez et al. (2000) que chegou à conclusão que os contadores devem ser substituídos em função do caudal acumulado e não só em função da idade.

Para complemento deste trabalho, foi feita, ainda, uma análise aos contadores tendo por base as leituras anteriores e posteriores à substituição. Desta análise verifica-se que não há uma distinção clara relativa ao aumento ou à diminuição de consumo por parte do consumidor, em função da substituição dos contadores existentes por contadores reparados ou por contadores novos, pois existem contadores que passaram a medir mais e outros que passaram a medir menos. No entanto, observa-se uma ligeira tendência de redução do consumo global após a substituição.

Em termos de percentagem, 54,2% dos contadores reparados diminuíram o consumo medido e apenas 4,2% mantiveram o mesmo consumo medido. Relativamente aos contadores novos, 50,0% diminuíram o consumo medido e 5,6% mantiveram o consumo medido. Comparando os contadores novos com os contadores reparados, os primeiros apresentaram uma maior percentagem de aumento de consumo medido, relativamente aos segundos. Tais factos podem

Conclusão CAPÍTULO 5

Ana Sousa 87

dever-se: (i) à libertação de detritos aquando da substituição que ficaram aprisionados dentro do contador; (ii) à alteração dos hábitos de consumo por parte dos clientes; (iii) à alteração da composição dos agregados familiares; (iv) entre outros.

Em suma, conclui-se que o factor idade não é significativo nesta amostra de contadores, embora o factor caudal tenha alguma influência. Assim, o erro global apresentado de -0,42%, prejudicial para a Entidade Gestora, pode ser devido a factores como: (i) a variação de pressão na rede; (ii) a roturas e/ou fugas na rede e consequente entrada de detritos na rede; (iii) ao mau manuseamento e defeitos de fabrico; (iv) entre outros.

Conclusão

88

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Ana Sousa 89

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALEGRE, H.; COELHO, S.T.; ALMEIDA, M.C.; VIEIRA, P. (2005). “Controlo de perdas de água em sistemas públicos de adução e distribuição”, Série Guias Técnicos 3. IRAR, INAG e LNEC.

ALVES, W. C., PEIXOTO, J. B., SANCHEZ, J. G., LEITE, S. R. (2004). “Micromedição. Documento Técnico de Apoio n.º D3”. Ministério das Cidades. Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água. Brasília.

ALVES, W. C., COSTA, A. J. M. P., GOMES, J. S.,NILDA, O. I. (1999). “Macromedição. Versão preliminar, Brasília: SEPURB.

ARREGUI, F.; CABRERA JR, E.; COBACHO, R. (2006). “Integrated Water Meter Management”, IWA Publishing.

ARREGUI, F.; CABRERA JR, E.; COBACHO, R., GARCÍA-SERRA, J. (2005). “Key Factors Affecting Water Meter Accuracy”. Disponível em http://www.ita.upv.es/idi/descargaarticulo.php?id=54. Acesso em 20/06/2011.

BARATA A. (2006). “Poupar Água, Prevenir o Futuro”. Edição/Divulgação: Quercus ANCN.

BRUNELLI, Jr J., FARIAS, M. M. (2006). “Perda de Medição Devido ao Posicionamento Inclinado de Hidrômetros”. Safe Water 2006.

CAMPOS, A. (2011). “Controlo de Perdas em Sistemas de Abastecimento de Água”, Dissertação de Mestrado em Construção Urbana, Instituto Superior de Engenharia de Coimbra.

COLAREJO, J., Coordenador CT 116 (2011). Curso ERSAR/APDA “Metrologia e Contadores de Água”

COSTA A. (2007). “Controlo de Perdas de Água no Sistema Público de Distribuição do Concelho de Vila Real”. Dissertação de Mestrado em Engenharia e Planeamento Municipal, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro.

COSTA, A. J. M. P., SANCHEZ, J. G., ALVES, W. C., HERNANDEZ, N. C. (1999). “Análise e Estimativa de Perdas em Sistema Sujeito a Intermitência de Abastecimento”. 20º Congresso da Associação Brasileiro de Engenharia Sanitária, Rio de Janeiro, Brasil.

Referências Bibliográficas

90

COVAS D. (2008), “Parte II: Controlo de perdas de água”, Gestão da eficiência dos sistemas. Disponível em https://dspace.ist.utl.pt/bitstream/2295/179979/1/Aula%2010e11%20-%20Parte%20II_Perdas.pdf. Acesso em 10/06/2011.

EH, JOHNSON (2001). “Optimal water meter selection system”. Water SA Manuscript

EPAL – Empresa Portuguesa das Águas Livres, S.A., (2002). Disponível em http://www.epal.pt/Epal/pdfs/CanalIsabelII/003_GestaoDasPerdasAparentes_JM_NM.pdf. Acesso em 17/08/2010.

ESTEVAN, C. (2005). “Aportaciones a la Gestión de los Sistemas de Medición de Caudal en Redes de Distribución de Agua a Presión”. Tesis Doctoral. Universidad Politécnica de Valencia, Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente.

LEÃO, N. F., PAIVA, E. B., RIBEIRO, A. J. Z., MATOS, L. C. (2007). “A importância da implantação de um projeto de micromedição para o desenvolvimento de uma política de gestão, controle e redução de perdas”. 24.º Congresso da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil.

MELLO, E. J. (2000). “As Perdas Não Físicas e o Posicionamento do Medidor de Água”. XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental.

MIRANDA, E. C. (2005). “Indicadores de perda de água em sistemas de abastecimento: Qual o valor de credibilidade dos valores obtidos?”. 23º Congresso da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária, Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brasil.

MENDONÇA, S. R. (1975). “Manual do Reparador de Medidores de Água”. São Paulo, Brasil.

NORMA PORTUGUESA EN 14154-1:2005+A1 (2008). Contadores de Água. Parte 1: Especificações gerais.

NORMA PORTUGUESA EN 14154-2:2005+A1 (2008). Contadores de Água. Parte 2: Condições de instalação e utilização.

NORMA PORTUGUESA EN 14154-3:2005+A1 (2008). Contadores de Água. Parte 3: Métodos e equipamentos de ensaio.

Referências Bibliográficas

Ana Sousa 91

PEREIRA, L.; ILHA, M. (2008). “Avaliação da sub-medição de água em edificações residenciais unifamiliares: o caso das unidades de interesse social localizadas em Campinas, no estado de São Paulo”. Disponível em http://www.seer.ufrgs.br/ambienteconstruido/article/download/5356/3279. Acesso em 15/03/2011.

PEREIRA, L.; ILHA, M. (2006). “Avaliação da sub-medição de água em edificações residenciais de interesse social localizadas em Campinas”. 11º Encontro Nacional de Engenharia Ambiental, Florianópolis, Santa Catarina, Brasil.

REBOUÇAS, A. (2004). “Uso Inteligente da Água”. 1.ª ed., Escrituras, São Paulo, Brasil.

RECH, A. L. (1999). “Água, Micromedição e Perdas”. 2ª Ed., Scortecci, São Paulo, Brasil.

RIZZO, A., PEARSON, D., STEPHENSON, M., HARPER, N. (2004). “Apparent water loss control: a practical approach”. Water 2, IWA publishing.

SANCHEZ, J. G., MOTTA, S. A., ALVES, W. C. (2000). “Estimativa de volume de água não medido em residências por perda de exactidão nos hidrômetros, na cidade de Juazeiro – BA”. 27º Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental, Porto Alegre, Rio Grande de Sul, Brasil.

SATO, M. Y. (2000). “Controle de Perdas de Água no sistema Público de Distribuição de Água”. Dissertação de Mestrado em Engenharia Hidráulica. Escola Politécnica da Universidade se São Paulo, Brasil.

SILVA, J. (2002). “Selecção de Contadores de Água – Aspectos Práticos”, Actas do 6º Congresso da Água, 18-22 Março, Porto, Associação Portuguesa de Recursos Hídricos (em CD).

SILVA, N. (2008). “Estudo de Metodologias para Avaliação de Submedição de Hidrômetros Domiciliares em Sistemas de Água”. Dissertação de Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, Universidade de Brasília.

TABORDA, C. (1998). “Melhorar a Qualidade de Medição”. 4.º Congresso da Água, Lisboa, Portugal. Disponível em http://www.aprh.pt/congressoagua98/files/com/145.pdf. Acesso em 15/07/2011.

THORNTON, J. RIZZO, A. (2002). “Apparent Losses, How Low Can You Go?”. Leakage Management Conference Proceedings do International Water Associations (IWA), Chipre.

Avaliação de Erros de Sub-Contagem em Contadores...

Documents

Transcript of Avaliação de Erros de Sub-Contagem em Contadores...