NBR 13403 - Medicao de Vazao Em Efluentes Liquidos e Corpos

5/12/2018 NBR 13403 - Medicao de Vazao Em Efluentes Liquidos e Corpos - slidepdf.com

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1 Objetivo

Esta Norma fixa as condições exigíveis para a identificaçãodo método mais adequado para a medição de vazão emefluentes líquidos e corpos receptores.

Nota: Não são do escopo desta Norma o dimensionamento e odetalhamento dos métodos.

2 Definições

Para os efeitos desta Norma são adotadas as definiçõesde 2.1 a 2.29.

2.1 Agentes contaminantes

Aqueles que, ao serem introduzidos no meio, resultamem concentrações nocivas à saúde humana, animal evegetal, como organismos patogênicos, substâncias tóxi-cas perigosas ou radioativas.

2.2 Agentes poluidores

Aqueles que, ao serem introduzidos no meio, resultamem interferências prejudiciais aos usos preponderantesdas águas, do ar e do solo, previamente estabelecidos.

2.3 Carga hidráulica no vertedor

Altura atingida pela massa líquida, a contar da cota da

soleira do vertedor.

2.4 Escoamento livre

Escoamento quando o líquido, em qualquer ponto desuperfície livre, apresenta pressão igual à atmosférica. Oescoamento ocorre sempre por gravidade.

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ABNT-Associação

Brasileira deNormas Técnicas

Palavras-chave: Medidor de vazão. Efluente líquido. Poluição.Meio ambiente

7 páginas

NBR 13403JUN 1995

Origem: Projeto 01:602.02-008/1993

CEET - Comissão de Estudo Especial Temporária de Meio AmbienteCE-01:602.02 - Comissão de Estudo de Poluição das ÁguasNBR 13403 - Flow measurement of liquid effluents and water bodies - Openflow - ProcedureDescriptors: Flow measurer. Liquid effluent. Pollution. EnvironmentalVálida a partir de 31.07.1995

Procedimento

Medição de vazão em efluenteslíquidos e corpos receptores -Escoamento livre

2.5 Estratificação térmica

Presença de camadas de temperaturas diferentes nasmassas líquidas.

2.6 Fluxo

Movimento da massa líquida, quantificado pela vazão.

2.7 Lâmina líquida

A altura da massa líquida em um escoamento.

2.8 Lâmina líquida aderente ao vertedor

Lâmina que não apresenta ar entre a parede do vertedore a massa líquida.

2.9 Método da calha Palmer-Bowlus

Método que utiliza calha construída de forma a convergiro fluxo em uma garganta (que tem comprimento do fundoem nível aproximadamente igual a um diâmetro da tubu-lação), com condições tais que permitam ao fluxo deixara garganta com velocidade supercrítica. A seção de con-trole deve ser estabelecida na garganta.

2.10 Método da calha Parshall

Método que utiliza dispositivo com seção convergente,com fundo em nível, seção estrangulada ou garganta,com fundo em declive e seção divergente, com fundo emaclive. A vazão deve ser determinada a partir da leitura,em escala, da lâmina líquida na seção convergente.

Cópia não autorizada



2 NBR 13403/1995

2.21 Regime turbulento

Movimento de massa líquida, caracterizado pelomovimento desordenado das partículas. A velocidadeapresenta, em qualquer instante, um componente trans-versal à direção do fluxo.

Nota: O número de Reynolds, para escoamento turbulento, deveser superior a 4000.

2.22 Remanso

Diminuição da velocidade do fluxo, em determinado tre-cho, devido à presença de uma singularidade.

2.23 Sólidos sedimentáveis

Aqueles que se sedimentam em condições de tranqüi-

lidade nas águas, águas residuárias ou outro líquido, emum período de tempo de 1 h, sem auxílio de coagulante efloculante.

2.24 Sorção

Termo geral para os processos de absorção e adsorção.

2.25 Traçadores corantes

Substâncias químicas que apresentam cor e/ou fluores-cência introduzidas no escoamento, de forma a determi-

nar a velocidade e/ou concentração.

2.26 Traçadores químicos

Substâncias químicas introduzidas no escoamento, deforma a determinar a velocidade e/ou concentração. Sãoempregados sais solúveis, quimicamente estáveis einócuos ao meio ambiente.

2.27 Traçadores radioativos

Substâncias químicas com características radioativas in-troduzidas no escoamento, de forma a determinar velo-cidade e/ou concentração. Devem, de preferência, emitirradiação gama.

2.28 Vazão

Volume de líquido que escoa, por meio de uma seção, naunidade de tempo.

2.29 Vórtice

Torvelinho ou intenso movimento espiral de parte da mas-sa líquida.

3 Condições gerais

Como orientação na escolha dos métodos de medição,recomenda-se a utilização das Tabelas 1 e 2.

2.11 Método dos flutuadores

Método para determinação da velocidade, que consisteem observar-se o tempo necessário para um objeto flutu-ante deslocar-se em um trecho de comprimento conheci-do.

2.12 Método magnético (eletromagnético)

Método que utiliza, para determinar a vazão, medidas datensão induzida na corrente líquida ao passar por umcampo magnético.

2.13 Método do molinete

Método que utiliza a determinação da velocidade de umfluido, por meio da sua correlação com o número de ro-tações de uma hélice ou conchas de um dispositivo cha-mado molinete.

2.14 Método dos orifícios, bocais e tubos curtos

Método que utiliza dispositivos com uma abertura de formageométrica regular, submersa a montante, em paredesde reservatórios e tanques ou em uma placa colocadatransversalmente ao fluxo em canais.

2.15 Método dos tubos horizontais

Método que utiliza tubo horizontal jorrando livremente. Avazão deve ser determinada por meio da sua relaçãounívoca com a lâmina líquida (yx) na saída do tubo,

somente no caso de yx ser inferior a 56% do diâmetro.

2.16 Método dos traçadores

Método que introduz substâncias químicas no escoa-mento, de forma a determinar a velocidade e/ou concen-tração e, a partir destas, a vazão.

2.17 Método ultra-sônico (acústico)

Método que utiliza a emissão de ondas ultra-sônicas para,por meio de sensores ultra-sônicos adequadamente posi-cionados, medir a velocidade média de um escoamento.

2.18 Método do vertedor (ou vertedouro)

Método que utiliza dispositivo, introduzido perpendicular-mente às linhas de corrente, que possui abertura por ondeo fluxo passa. A vazão deve ser determinada a partir daleitura da carga hidráulica no vertedor.

2.19 Método volumétrico

Método que verifica o tempo necessário para acumulardeterminado volume. A razão deste volume pelo tempo é

a vazão.

2.20 Perda de carga

Variação do nível da linha de energia entre dois pontosem um escoamento.




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Tabela 1 - Vazão esperada e métodos recomendados para escoamento livre

Vazão (L/s) Até 300 a 1000 a Acima deMétodos 1 1 a 5 5 a 30 30 a 300 1000 5000 5000

Volumétrico X X

Flutuador X X X X X X X

Vertedor triangular X X X

Vertedor retangular X X X

Calha Parshall X X X X X X X

Molinete X X X X

Traçadores X X X X X X

Ultra-sônico X X X X

Eletromagnético X X X X

Calha Palmer-Bowlus X X X X X X

Itens

Erros (%)(A) Custo Operação Tipo de medição(B) Interferentes Calibração Tipo de vazão(tempo) na operação periódica do medida

aparelho

Métodos

Volumétrico Até 2 Baixo Simples Descontínuo Não Não Média

Vertedor Até 3 Baixo Simples Descontínuo Sim Não Instantânea

Calha Parshall Até 3 Médio Simples Descontínuo Não Não Instantânea

Molinete Até 5 Alto Especializada Descontínuo Sim Sim Média

Flutuador Até 20 Baixo Simples Descontínuo Sim Não Média

Orifícios, bocais e Baixo Simples Descontínuo Sim Sim Instantânea

tubos curtos

Traçadores Até 5 Variável Especializada Descontínuo Sim Sim Média

Ultra-sônico De 2 a 5 Alto Especializada Descontínuo Sim Sim Média

Eletromagnético De 2 a 5 Alto Especializada Contínuo ou Sim Sim Médiadescontínuo

Tubos horizontais Até 3 Baixo Simples Descontínuo Sim Sim Instantânea

Calha Palmer-Bowlus Até 3 Médio Simples Descontínuo Não Não Instantânea

(A) Esta precisão é definida para aparelhos corretamente instalados, bem operados e com boa manutenção.

(B) A medição contínua indireta torna-se possível com a instalação de aparelhos registradores de níveis associados à calibração dosistema com qualquer método, exceto o volumétrico e o dos flutuadores.

Tabela 2 - Principais vantagens e desvantagens dos métodos de medição




4 NBR 13403/1995

4 Condições específicas

4.1 Método volumétrico

4.1.1 Vantagens

As vantagens são as seguintes:

a) é um método prático, sendo aplicável, especial-mente, a vazões baixas;

b) é o mais recomendável, sempre que possível, devi-do à sua precisão, baixo custo e simplicidade deoperação.

4.1.2 Restrições

As restrições são as seguintes:

a) deve-se conciliar o volume do recipiente com avazão esperada;

b) apenas determina vazões médias;

c) deve-se ter facilidade para instalação do recipientecoletor;

d) há impossibilidade de medições contínuas de va-zão.

4.2 Método dos flutuadores

4.2.1 Vantagens


a) é um método rápido para pré-avaliação;b) pode ser utilizado mesmo com grandes concentra-

ções de materiais em suspensão.

4.2.2 Restrições


a) só deve ser usado para pré-avaliação quando nãofor possível o emprego de outro método;

b) há impossibilidade de medições contínuas de va-zão;

c) o tipo de flutuador, simples ou com lastro, é funçãodas profundidades da massa líquida e do tipo doregime de escoamento;

d) só deve ser aplicado em trechos retos e com escoa-mento regular;

e) é uma medida precária, devido à necessidade deaplicação de um coeficiente para se obter a velo-cidade média na seção. A determinação do coefi-ciente adequado é incerta.

4.3 Método do vertedor

Classifica-se segundo muitos fatores, como forma, alturarelativa da soleira, natureza da parede e largura daabertura do vertedor em relação ao canal. Para vazõesmenores que 30 L/s, os vertedores triangulares oferecemmaior precisão. Já para vazões estimadas entre 30 L/s e300 L/s, os vertedores triangulares e os retangulares

oferecem a mesma precisão. Para vazões acima de300 L/s, os vertedores retangulares são mais indicadospor possuírem coeficientes de vazão mais bem definidos.

4.3.1 Vantagens


a) os vertedores triangulares de parede delgada sãoos mais precisos, econômicos e fáceis de instalar;

b) as determinações contínuas de vazão são possí-veis quando um registrador é acoplado ao ver-tedor.

4.3.2 Restrições


a) deve-se evitar lâmina líquida aderente ao vertedore manter carga hidráulica maior que 0,05 m;

b) suscetibilidade a avarias causadas por materiaisflutuantes afetam a equação de vazão;

c) para se evitarem problemas de erosão e cons-trução, a carga hidráulica máxima aceitável, tantopara vertedores triangulares como retangulares,deve ser de 0,50 m;

d) nos casos em que há elevado teor de sólidos sedi-mentáveis, faz-se necessária uma limpeza cons-tante;

e) há necessidade de acesso para medir a cargahidráulica a montante do vertedor, fora da influênciada curvatura da superfície líquida.

4.4 Método de calha Parshall

4.4.1 Vantagens


a) não apresenta problemas significativos de assore-amento;

b) as medições contínuas de vazão são possíveisquando um registrador é acoplado à calhaParshall;

c) apresenta menor perda de carga que o método dovertedor.

4.4.2 Restrição

Quando a calha for usada afogada, ou seja, quando onível de água a jusante for suficientemente elevado parainfluenciar o escoamento, deve ser necessária leitura deescala em duas seções.

4.5 Método do molinete

4.5.1 Vantagens


a) pode ser empregado com precisão para seçõesgrandes e/ou irregulares;




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b) há possibilidade de utilização do mesmo equipa-mento em diversos locais;

c) as medições contínuas de vazão são possíveisquando um registrador é acoplado ao molinete.

4.5.2 Restrições


a) a medição é restrita à velocidade da corrente, deacordo com a aferição do molinete, devendo estarsempre acima de 0,20 m/s;

b) há impossibilidade de medições contínuas devazões diretamente;

c) a altura mínima do nível d'água está limitada em0,30 m para o molinete;

d) no caso de minimolinete e micromolinete, deve-

se consultar as restrições específicas do aparelho;

e) deve ser aplicado em trechos retos;

f) não deve ser aplicado na presença de grandesconcentrações de sólidos suspensos;

g) não deve ser aplicado em regimes turbulentos;

h) exige operação especializada.

4.6 Método dos orifícios, bocais e tubos curtos

Classifica-se quanto à forma, dimensões e posição rela-

tiva à estrutura. A relação entre o comprimento e o diâ-metro da abertura do orifício, bocal e tubo curto estabelecea diferença entre eles.

4.6.1 Vantagens


a) possui baixo custo;

b) apresenta simplicidade de operação.

4.6.2 Restrições


a) há necessidade de manter as paredes do medidorcom rugosidade constante e livres de obstruções;

b) seu uso é limitado pela presença de sólidos sus-pensos, quando existir possibilidade de obstruçãoe assoreamento;

c) a dimensão e posição relativa deste na estruturadevem ser tais, que evitem a formação de vórtice.

4.7 Método dos traçadores

Os métodos dos traçadores por velocidade ou por con-centração têm muitos requisitos comuns. O método porvelocidade baseia-se na cronometragem do tempo emque o traçador percorre uma distância conhecida. O tra-çador é aplicado de forma intermitente. O método por di-luição baseia-se na comparação de concentrações dotraçador. Este é aplicado de forma contínua.

4.7.1 Vantagens


a) permitem determinação em escoamento turbulento;

b) o método por concentração não necessita de co-

nhecimento da seção transversal;c) o método por concentração é mais preciso que o

de velocidade.

4.7.2 Restrições


a) o método por velocidade necessita de seção trans-versal uniforme e constante, de forma a evitar repre-samento do traçador;

b) o método por velocidade exige um comprimento a jusante do ponto de aplicação que possibilite mini-

mizar erros de cronometragem;

c) deve ser garantida ótima homogeneidade do traça-dor para o método por concentração

d) a amostragem, quando necessária, deve ser cuida-dosa, respeitando as exigências do método empre-gado;

e) qualquer dos dois métodos introduz agentes po-luidores no meio;

f) deve-se ter cuidado na escolha do traçador, de for-ma que ele não sedimente os sólidos presentes

na correnteza ou no leito do canal, ou seja absor-vido por eles;

g) o tempo de injeção, no método da diluição, deveser suficientemente longo, de forma a obterem-seduas amostras consecutivas no ponto de controlecom concentrações iguais. Assim, as perdas porsorção em áreas represadas devem ser minimi-zadas;

h) o método por diluição exige maior quantidade detraçador que o por velocidade.

4.7.3 Traçadores

Os tipos de traçadores estão apresentados em 4.7.3.1 a4.7.3.3.

4.7.3.1 Método de traçadores químicos

4.7.3.1.1 Vantagem

É um método de baixo custo e simples operação, depen-dendo da substância utilizada.

4.7.3.1.2 Restrições


a) a vazão a ser medida não pode apresentar varia-ções bruscas, pois não é possível detectá-las;

b) para efluentes industriais sujeitos a variações detemperatura, pode haver interferências na mediçãode vazão, em conseqüência da alteração nascondições da mistura.




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4.7.3.2 Método de traçadores corantes

4.7.3.2.1 Vantagens


a) não necessita de equipamento especial para a

detecção do traçador utilizado, exceto para o traça-dor fluorescente;

b) possui baixo custo, dependendo da substânciautilizada.



a) a principal fonte de imprecisão é a perda por adsor-ção do material traçador;

b) para traçador fluorescente, há necessidade de apa-

relho especial para sua detecção (por exemplo:fluorômetro);

c) não é recomendável para massas líquidas queapresentem cor.

4.7.3.3 Método de traçadores radioativos

4.7.3.3.1 Vantagens


a) é o método mais rápido de detecção por traçador;

b) é um método preciso;

c) os traçadores radioativos são detectáveis em con-centrações muito baixas.



a) o aparelho de detecção é específico e de alto custo;

b) há necessidade de pessoal qualificado e creden-ciado por órgão governamental;

c) há necessidade de proteção radiológica aos ope-radores;

d) introduz agente contaminante no meio.

4.8 Método ultra-sônico

Os tipos usualmente mais utilizados são contador-propa-gador (time-of-flight ) e reflexão (Doppler ). O primeiro éutilizado para águas limpas e o segundo, para águascom materiais em suspensão. Podem ser instalados emestação acústica permanente ou por meio de aparelhosportáteis

4.8.1 Vantagens


a) há possibilidade de medições contínuas e instan-tâneas;

b) não introduz agente poluidor no meio líquido;

c) há possibilidade de transmissão dos resultados aqualquer parte, via telemetria, para a estação acús-tica permanente;

d) não é afetado por condições de remanso;

e) não interfere no fluxo.

4.8.2 Restrições


a) há necessidade de calirações por meio de outrosmétodos;

b) exige operação especializada;

c) o crescimento de plantas aquáticas causa interfe-rências;

d) as duas seções transversais que contêm os medi-dores (transdutores) devem ter a mesma distribui-

ção de velocidade (canal em regime uniforme);

e) transmissores de estações de rádio podem causarinterferências;

f) é sensível a vórtices;

g) a variação da turbidez na massa líquida altera acalibração realizada.

4.9 Método eletromagnético

4.9.1 Vantagens


a) pode-se obter alta precisão;

b) a velocidade mínima detectável é 0,001 m/s;

c) é tolerante ao crescimento vegetal aquático; à pre-sença de gases; à estratificação de temperatura; àpresença de sólidos suspensos, material flutuante;à deposição de material na membrana isolante; ea remanso;

d) não tem partes móveis;

e) tem rápido período de resposta (menor que 1 s);

f) com eletrodos ortogonais, pode-se determinartambém a direção do fluxo;

g) não obstrui os canais;

h) particularmente útil no caso de fluidos corrosivos,ou quando não é desejável perfurar as paredesdo canal.

4.9.2 Restrições


a) possui alto custo;

b) apresenta alto consumo de energia;

c) exige manutenção e limpeza dos eletrodos;

d) é suscetível à presença de campos elétricos emagnéticos na área;




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e) turbulência e vórtices causam interferências;

f) a razão entre a largura do campo operador e a al-tura da lâmina líquida a ser medida deve ser maiorque dois e menor que dez, quando o fundo não éisolado, e menor que 200, quando o fundo é iso-lado.

4.10 Método dos tubos horizontais

4.10.1 Vantagem

A curva que relaciona ye /d com a vazão Q é válida paraqualquer diâmetro d.

4.10.2 Restrições


a) é difícil medir com precisão a lâmina (ye), devido à

superfície do jato ser curva e instável;

b) o tubo deve ter borda bem definida;

c) o tubo deve, em um comprimento pelo menos iguala seis vezes o seu diâmetro, ser reto, perfeitamentehorizontal e ter diâmetro constante;

d) o líquido deve jorrar livremente.

4.11 Método da calha Palmer-Bowlus

A calha Palmer-Bowlus pode ser construída com formaretangular, trapezoidal e poligonal. O princípio de opera-ção é similar ao da calha Parshall.

4.11.1 Vantagens


a) a calha Palmer-Bowlus pode ser instalada em sis-temas existentes, como rede de esgotos;

b) a perda de carga é menor que para vertedores ecalha Parshall;

c) a deposição de sólidos é desprezível (autolimpeza);

d) usado sob condições adequadas, apresenta errode 3%.

4.11.2 Restrições


a) há necessidade de cuidados para evitar fugas sobo aparelho, quando da sua utilização;

b) para manter precisão, a altura da lâmina líquida amontante não deve exceder 90% do diâmetro datubulação e o ponto de medição a jusante deveser a 50% do diâmetro, a contar da entrada da ca-lha;

c) deve ser construída uma curva de calibração paracada calha;

d) cada calha só serve para um diâmetro de tubula-ção.


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