ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
IV - 001
OTIMIZAÇÃO DOS MÉTODOS DE ENSAIO DE HIDRÔMETROS
Adalberto Cavalcanti Coêlho(1)
Graduado em Engenharia Civil fez Curso de pós-graduação na Área de
Recursos Hídricos, obteve o grau Manter Sc em 1979, empregado da
COMPESA desde março de 1976 ocupando diversos cargos. Consultorias
prestadas a OPS/OMS, INMETRO, Banco Mundial, GTZ - agencia de
Cooperação Técnica do Governo Alemão, CEPIS - Centro PanAmericano de Engenharia Sanitária e Ciências do Ambiente.
Endereço(1): Rua Professor Gastão Vilarim, 102 - Jardim Atlântico Olinda - PE - Brasil - CEP: 53140-100 - Tel: (081)423-3579 - Fax: (081) 421-1120.
RESUMO
Os hidrômetros representam uma ferramenta de grande importância dentro de uma Empresa de
Saneamento Básico sendo fundamental ao seu perfeito funcionamento, sendo que o processo
de aferição de hidrômetro representa a garantia da qualidade destes aparelhos.
Atualmente no nosso país a grande maioria de empresas utilizam bancos de ensaio de
hidrômetros de principio volumétrico com projetos obsoletos concebidos há mais de 30 anos.
Estes equipamentos são antiquados para a época atual conduzindo ao aumento dos custos
operacional das nossas oficinas de hidrômetros, além de contribuir para a redução da
confiabilidade dos ensaios.
O aumento dos custos operacionais acontece principalmente devido a que os ensaios com
estes inadequados equipamentos necessitam de tempo muito superior ao que seria necessário
utilizando uma metodologia racional, a luz das condições atuais dos medidores.
Neste trabalho apresentamos o resultado de experiência realizada na COMPESA com o
aumento da eficiência dos processos de aferição de hidrômetros, com bancadas de aferição
convencionais e com a utilização de bancada de aferição de princípio eletrônico.
PALAVRAS -CHAVE: Aferição de Hidrômetros, Bancadas de Ensaio para Hidrômetros,
Oficina de Hidrômetros.
19o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
1919
ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
IV - 001
MODERNIZANDO AS BANCADAS DE ENSAIO CONVENCIONAIS
INTRODUÇÃO
Não obstante o avanço ocorrido nas últimas décadas no desenvolvimento dos hidrômetros, os
bancos de ensaio existentes na maioria das oficinas de hidrômetros das empresas de
saneamento básico do nosso país possuem projeto inadequados a atual realidade tecnológica.
As bancadas para hidrômetros domiciliares continuam utilizando tanque de 100 litros, escala
de pouca resolução, que conduzem a tempo de ensaio muito elevado e, redução da
confiabilidade dos resultados.
Fazendo uma rápida síntese histórica lembramos que os antigos hidrômetros do tipo
velocimétrico eram de transmissão mecânica, cuja relojoaria tinha como menor divisão de
leitura 1 (um) litro.Assim sendo para realização dos ensaios era necessário o escoamento de
100 (cem) litros, o que correspondia a uma volta completa do ponteiro.
Ora, neste caso o tempo de ensaio necessário para o ensaio de uma série de hidrômetros de
3m3/h de vazão máxima, Classe Metrológica A é de 194 minutos ou seja 3 horas e 14
minutos, composto da seguinte forma: 150 minutos para o ensaio na vazão mínima, 40 minutos
para a vazão intermediária e, 4 minutos na vazão nominal.
Ainda considerando o ensaio com bancada convencional de 100 litros, para o ensaio do
hidrômetro citado no parágrafo anterior, Classe Metrológica B, o tempo total para o ensaio de
uma série de medidores é de 254 minutos ou seja 4 horas e 14 minutos, devido a que: 200
minutos tempo para ensaio na vazão mínima, 50 minutos na vazão intermediária e 4 minutos na
vazão nominal.
Acrescente-se a estes tempos mais 25 minutos que é o tempo necessário para colocação dos
hidrômetros e regulagens quando estas sejam necessárias.
CONCEPÇÃO BÁSICA DO MÉTODO PROPOSTO PARA BANCADA
CONVENCIONAL
O proposto aqui é o resultado prático dos resultados obtidos com a execução de um projeto
de modificação dos antigos bancos de ensaio convencionais que possibilitaram reduzir de
forma acentuada o tempo de ensaio e, melhorar a eficiência dos ensaios, já que os bancos
foram construídos de acordo com o projeto atual dos hidrômetros existentes no mercado.
O projeto foi realizado considerando que os hidrômetros domiciliários hoje fabricados já não
são de transmissão mecânica e sim magnética cuja menor indicação de leitura é de 0,1 (um
décimo) litro, e 100 vezes isto são 10 (dez) litros.
19o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
1920
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IV - 001
A adaptação das máquinas de ensaio para aferição de hidrômetros de 3m3/h de vazão
máxima, foi efetuada com vistas a reduzir o tempo de ensaio e ao mesmo tempo garantir uma
resolução da escala de leitura dos tanques que atendam as exigências da metrologia legal.
Assim sendo foi efetuado um projeto especial de um tanque de 10(dez) litros para ser
adaptado no existente da bancada convencional. A resolução do tanque de 10 litros permite
ler com clareza volumes da ordem de 0,1 litro compatibilizando com a mínima leitura dos
novos hidrômetros de transmissão magnética. Desta forma foi possível reduzir o tempo de
ensaio para as vazões mínima e intermediária a décima parte.
Com o desenvolvimento do novo projeto, o tempo de ensaio foi reduzido considerando um
hidrômetro Classe Metrológica A de 150 minutos para 15 minutos para vazão mínima e de 40
minutos para 4 minutos na vazão intermediária. Já para os medidores Classe Metrológica B,
esta redução foi de 200 minutos para 20 minutos para a vazão mínima e de 50 para 5 minutos
para a vazão intermediária.
Na Figura 1 apresentamos o projeto de modificação de um banco de ensaio Modelo B-100
de fabricação do Liceu de Artes e Ofícios de São Paulo. O custo unitário das modificações
efetuadas nas bancadas Modelo B-100 foi de R$ 780,00 (setecentos e oitenta reais).
Figura 1 - Projeto de adaptação de banco de ensaio convencional.
19o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
1921
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IV - 001
Uma redução do tempo de ensaio representa uma redução do número de bancos de ensaio
necessários, redução do custo da mão de obra utilizada na aferição, além de uma redução do
área coberta na oficina de hidrômetros ou além da redução dos custos operacionais uma
redução dos custos fixos (construção civil).
Como curiosidade relatamos que um dos fatores que impressionou o autor quando de uma
viagem de estudos a oficinas de hidrômetros nos Estados Unidos da América do Norte foi o
pequeno tamanho destas. Verificou-se que o número de máquinas é bem inferior ao utilizado
em nossas oficina, e que o motivo desta redução é de utilização de bancos de ensaio
compatíveis com a escala mínima de leitura dos hidrômetros.
MÉTODO DE ENSAIO UTILIZANDO BANCADA ELETRÔNICA
INTRODUÇÃO
O grande volume de trabalho relativos a aferição de hidrômetros novos e reparados na
COMPESA exigiu que fossem buscadas alternativas para atendimento da demanda, sendo
assim outra forma de aumentar a produtividade é a utilização de equipamento eletrônico para
aferição de medidores de água.
Esta busca de alternativas para aumentar a produtividade dos processos de aferição e redução
dos custos operacionais, obrigou-nos a realizar uma pesquisa no mercado nacional e
internacional estudando os equipamentos existentes.
Observou-se uma grande variedade de equipamentos de aferição eletrônica , estudando-se
inclusive os existentes nos fabricantes de hidrômetros. Verificou-se que estes equipamentos
eletrônicos permitem um aumento de produtividade de tal ordem que permite a aferição de uma
série de hidrômetros em 20 minutos.
MÉTODO DE ENSAIO COM AFERIÇÃO COM BANCADA ELETRÔNICA
Na sequência apresentamos a nossa experiência com a utilização de uma bancada de aferição
eletrônica, mostrando as vantagens de sua utilização.
A bancada de ensaio utilizada no presente trabalho é de princípio óptico, sendo que seus
sensores compostos por dois elementos, um foto diodo que emite um feixe de luz infravermelha,
e outro foto transistor que capta a luz refletida no fundo da relojoaria (preto-branco) enviando o
sinal para o computador que comanda o processo de aferição.
O “software” desenvolvido associa o número de pulsos com o volume que atravessa o medidor,
o qual, é recolhido numa balança de precisão. Termômetro de precisão para medição da
temperatura da água permitindo a conversão de peso em volume.
19o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
1922
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A bancada eletrônica em consideração possui um sistema de alimentação de água em circuito
fechado, dispensando o tradicional e oneroso sistema de caixa d’água elevada.
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1923
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IV - 001
Uma das grandes vantagens que visualizando utilizando o equipamento em consideração, é que
o computador comanda todo o processo de aferição, não sendo necessário o tradicional troca
de lentilhas utilizadas no processo convencional e que tanto tempo toma.
Esta bancada permite a aferição de até 60 hidrômetros por hora.
Acrescente-se que os próprios hidrômetros fabricados atualmente vêm com dispositivo
indicador para possibilitar a aferição eletrônica. Na realidade o processo de aferição eletrônica
no país necessita ser normatizado, de forma a que os hidrômetros de qualquer fabricante
possam ser aferidos por uma determinada bancada de aferição. A verdade é que não existe um
só tipo de sensor, e a própria disposição no mostrador do dispositivo indicador de movimento
pode dificultar em alguns casos a aferição.
O processo de aferição utilizado com o equipamento referido tem os seguintes passos:
1. Inicialmente quando se trabalho com hidrômetro novo desconhecido pela máquina, faz-se o
seu cadastro determinando com software específico o número de pulso por litro, ficando
este dado cadastrado para utilização sempre que formos realizar ensaio com hidrômetros de
tal modelo.
2. Ao trabalhar-se com um hidrômetro de coeficiente de correlação (pulsos por litro) já
cadastrado o ensaio é feito de forma automática com o ajuste de vazões comandado pelo
computador.A evolução do ensaio e os erros de indicação dos hidrômetros são indicados
pelo monitor. O sistema possibilita a impressão do resultado dos ensaios em papel e até a
impressão de etiquetas colantes para serem colados nos hidrômetros ensaiados.
CARACTERÍSTICAS DO EQUIPAMENTO UTILIZADO
A bancada eletrônica utilizada permite a regulagem automática de vazões através de inversor de
freqüência comandado pelo computador.
Possui balança eletrônica digital com saída serialRS232C, certificada pelo INMETRO com erro
de indicação inferior a 0,2%.
Sensor de temperatura que fornece a temperatura da água com precisão de 0,1%.
Computador PC 486DX, 4 RAM, 540 MB HD, 2 saídas seriais e uma paralela, monitor
SVGA - 14”, cartão de leitura dos sensores opto-eletrônicos e cartão D/A de 12 bits para
controle do inversor de freqüência.
19o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
1924
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CONCLUSÕES
Conforme os resultados obtidos trabalhando com bancadas de aferição convencionais
modificadas(modernizadas) e com bancadas de aferição eletrônicas chegamos as seguintes
conclusões:
Com Relação as Bancadas de Aferição Convencionais Modificadas
1. As bancadas de aferição convencionais com adaptação de tanques de 10 litros permitem
reduzir o tempo de ensaio a décima parte, levando a redução dos custos unitários de ensaio
dos hidrômetros.
2. O aumento da produtividade citado anteriormente permite redução dos custos fixos e
variáveis da oficina de hidrômetro.
3. O aumento desta produtividade representa economia em área útil na oficina de hidrômetros
Com Relação a Utilização de Bancadas de Aferição Eletrônicas
1. Aumento da produtividade e da confiabilidade do processo de aferição de hidrômetros.
2. Redução do custo operacionais da oficina de hidrômetros.
3. Controle estatístico automatizado dos trabalhos de aferição possibilitando a emissão
automática de relatórios gerenciais.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS
1.
SABLATNIG R., HANSEN C. “Automatic Calibration of Watermeters”, Oldenburg,
Wien, Munique, 1995.
2.
SABLATNIG R. Visual Inspection of Watermeters used for Automatic Calibration
Springer Verlag , 1995
3.
BATISTELLA, J.R. Bancada Eletrônica para Aferição de Hidrômetro
São Paulo - Capital 1996.
4.
TURBIMAX, Manual de Operação da Bancada de Aferição Eletrônica
Nova Odessa - São Paulo, 1997.
5.
NANSEN Manual da Bancada de Aferiçâo Portátil Contagem-MG, 1997.
19o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
1925