A UTILIZAÇÃO DE TELEMETRIA NO CONTROLE DA DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA
NO SISTEMA GOPOÚVA– EXPERIÊNCIA DO SAAE GUARULHOS – SP.
Flavio Geraidine Naressi (*)
Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Guarulhos – SAAE
Engenheiro civil , ex-diretor do Departamento de Operação do SAAE-Guarulhos
Presidente da Associação dos Engenheiros, Arquitetos e Agrônomos de GuarulhosASSEAG
Higino Gomes Junior
Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Guarulhos – SAAE
Chefe da Divisão de Produção e Adução de Água do SAAE.
Engenheiro Químico pela Faculdade de Engenharia Industrial – FEI- 1985.
Mestre em Engenharia de Saneamento pela escola Politécnica da Universidade de
São Paulo-USP - 2004
Palavras Chave:
Telemetria
Controle de Abastecimento
(*) Av Emilio Ribas, 1247 – Gopoúva – Guarulhos – São Paulo – Brasil
CEP 07020-010 Telefone ( 011) 64725309
E-mail - [email protected]
1- Objetivo
Gerenciar a distribuição de água do Sistema Gopoúva com o uso de telemetria
2- Introdução
A distribuição de água para o abastecimento é uma das tarefas mais difíceis da
administração de um serviço de água de qualquer município
Em Guarulhos, que está situada na Bacia do Alto Tietê dentro da grande São Paulo,
uma região com carência de água devido ao esgotamento das reservas superficiais,
o aproveitamento das águas subterrâneas se torna necessário como fonte
complementar de abastecimento.
Seguem alguns dados de Guarulhos:
População de 1.200.000 Habitantes;
Área de proteção de mananciais 35% do total;
Cobertura de água 94% com 1.920 Km de rede;
Cobertura de esgoto 70% com 1.259 Km de rede;
Guarulhos tem grande parte de sua água fornecida pela Sabesp (sistema Cantareira
e sistema Alto Tietê) com 3200 l/s e complementa com sua produção própria:
Represas do Cabuçu e Tanque Grande com 340 l/s;
Poços profundos: 115 l/s
A Divisão de Produção de Água, sediada em Gopoúva é responsável por toda a
produção própria, todo o recebimento de água advinda da Sabesp e sua distribuição
em todo o município de Guarulhos, através de Reservatórios e Estações Elevatórias.
O maior ponto de recebimento de água da Sabesp em Guarulhos é no Sistema
Gopoúva, que tem um dos maiores reservatórios de água do estado, com
capacidade de 50.000.000 de litros, com vazão média de entrada de 2350 l/s
De Gopoúva distribui-se aproximadamente 65% de água consumida no município,
através das Estações Elevatórias do Picanço, Gopoúva, Centro e Cocaia e de
diversos booster instalados no município.
Devido a grande importância desse sistema, decidiu-se, pela instalação do sistema
de telemetria nas principais elevatórias do SAAE.
Com o controle é possível atenuar o desequilíbrio entre a oferta de água e a
demanda, principalmente no verão, possibilitando a distribuição eqüitativa de água
disponível. Para tanto, instalaram-se os Sistemas Supervisores, Computadores,
Medidores de pressão, de vazão e outras que tem capacidade para gerir diversas
estações e transferir todos estes dados para a Central de Monitoramento em
Gopoúva.
3- Caracterização do sistema
O Sistema Gopoúva é responsável pela distribuição de 65 % da água no município
de Guarulhos com cinco setores de abastecimento, todos por bombeamento
Centro (650 l/s)
Ponte Grande (190 l/s)
Picanço (660 l/s)
Cidade Martins (780 l/s)
Gopoúva (550 l/s)
O reservatório trabalha como o pulmão do sistema, armazenando água durante a
noite e esvaziando durante o dia, chegando a níveis críticos durante o período,
principalmente nos dias de maior calor
Como se pode reparar pelas vazões nominais acima, a sua somatória ( 2830 l/s) é
superior à entrada de água fornecida pela Sabesp (2350 l/s), o que nos obriga a
trabalhar com paradas estratégicas no bombeamento de água para alguns setores,
no horário de pico, de acordo com o nível do reservatório da Sabesp. Em certas
épocas do ano, nos dias mais quentes, a parada é diária.
Portanto a operação de cada unidade (centro de reservação e estações de
bombeamento) tem quer ser realizada com a preocupação constante de equilíbrio
entre a oferta e a demanda, 24 horas por dia, de modo a evitar ou minimizar o
desabastecimento das regiões atendidas.
Com sistema operado “in loco”, através de ações individuais e sem uma visão
sistêmica global, as informações chegam de forma lenta e desordenada
impossibilitando ações corretivas e preventivas para evitar-se o desabastecimento
ou minimizar seus efeitos.
A dificuldade de obter-se informações rápidas e a operação através de ações
individuais “in loco”, levam a um alto custo operacional e contribuem para o aumento
das perdas físicas.
Através do monitoramento das vazões, pressões, nível dos reservatórios e “status”
de bomba, isto é, se está ligada, desligada ou se existem possíveis defeitos que
possam afetar seu funcionamento, é possível tomar ações que venham a maximizar
o aproveitamento da disponibilidade de água, causando nenhum ou pouco
transtorno aos clientes.
A Supervisão através da telemedição das unidades do SAAE, é necessária para que
haja o gerenciamento racional do sistema, isto é, através de ações baseadas em
informações confiáveis de rápido acesso que possibilitam a otimização da utilização
dos recursos envolvidos e, principalmente do volume de água disponível à
distribuição, visando sempre atingir o equilíbrio entre a oferta e a demanda, de forma
eqüitativa e justa em todo o município.
4- Metodologia utilizada
Foram tomadas as seguintes providências:
Implantação de macromedidores em todas as saídas
A implantação dos macromedidores foi decidida a partir de uma inspeção em
campo, com a determinação dos pontos ideais, respeitando as distancias mínimas
das singularidades de modo a obter as melhores curvas. Nestes pontos foi
executado a verificação pitométrica para obtenção das vazões reais que permitiram
fazer o dimensionamento dos macromedidores. Devido ao grande diâmetro das
tubulações e ao grande volume de obras que seria exigido para instalação de
medidores tipo carretel ( abertura de grandes valas, corte nas tubulações de aço de
grande diâmetro Ø 1000 e Ø 800 mm, parada de todo o sistema por dias), optou-se
pela instalação de medidores de vazão de inserção tipo turbina que apresentaram as
seguintes vantagens:
a) permite a instalação e manutenção sem a interrupção da operação do sistema
b) permite a transmissão a distancia pois tem saída de 4 a 20 mA
c) o mesmo aparelho serve para diferentes diâmetros de tubulação, o que permite
a fácil padronização dos equipamentos
Como a localização dos pontos é dentro do terreno da elevatória ou nas ruas muito
próximas, os 05 medidores de vazão tipo turbina foram interligados através de cabos
ao painel de controle situado no interior da casa de bombas
Foi feita ainda a programação do módulo de indicação do medidor de vazão;
construção de caixas.
Implantação de transmissores de pressão e de status de bombas
Transmissores de pressão analógicos nas saídas das elevatórias e indicadores de
status ( ligada/ desligada) nas bombas de todos os setores e interligação com o
CCO.
Implantação de inversores de freqüência e “soft-starter”
Foi efetuada a implantação de inversor de freqüência e “soft-starter” na elevatória do
centro
Interligação com os medidores de nível e vazão da Sabesp
Passagem do cabeamento para envio de sinais analógicos de instrumentação do
reservatório Sabesp para o painel de telemetria, em eletrodutos fornecidos pelo
SAAE.
Implantação de painel local com display indicadores de pressão, vazão,
status de bombas
Implantação de painel de telemetria com indicadores digitais de pressão, vazão e
status de bombas integrados com o Controlador Lógico Programável (CLP).
O painel contem todos os componentes necessários para o seu devido
funcionamento, incluindo Sistema de alimentação de 24Vcc 5 A; 110/220Vca,
dispositivo de proteção contra surtos gerados por descargas atmosféricas e
manobra de rede de alimentação; Controlador Lógico Programável (CLP); Módulos
de expansão analógica e digital; Protetores de transientes ou surto digitais;
Protetores de transientes ou surto de alimentação; Indicadores locais; Isoladores
galvânicos; O CLP da marca ATOS faz o controle da Estação Elevatória e foi
projetado para operar em ambiente industrial com funcionamento contínuo 24 horas
por dia durante 7 dias por semana. Tem alimentação 24Vcc com fonte chaveada;
com módulos de entrada e saída modulares, permitindo a expansão futura do CLP.
Todos os módulos de E/S possuem isolamento óptico entre o circuito lógico e o
circuito de campo. Possui 14 módulos de entradas digitais e 14 módulos de entradas
analógicas, todos com tensão de trabalho nominal é de 24 Vcc.
O CLP controla os seguintes parâmetros:
-Pressão e vazão de saída das 5 elevatórias
-Nível, vazão de entrada, posição da válvula do reservatório da Sabesp;
-Grandezas elétricas;
-Status de acionamento dos conjuntos Moto-Bomba;
-Falta de Fase;
-Sobrecarga dos conjuntos Moto-Bomba;
-Falta de Água no sistema de bombeamento;
-Defeitos no Inversor;
-Acionamentos dos conjuntos Moto-Bomba;
-Variação dos inversores de freqüência;
Devido ao fato do CCO se encontrar instalado junto a Divisão de Produção e Adução
de água, a 150m de distancia, a interligação do painel com o CCO foi feita
diretamente com cabos, facilitando a transmissão de dados.
Implantação de sistema supervisório no CCO
Engloba o CCO – Centro de Controle de Operação e as estações elevatórias do
Picanço, Gopoúva, Cocaia, Ponte Grande e Centro, para o qual foram comprados
dois computadores e montada uma sala de controle das operações (CCO).
Foi desenvolvido sistema de telemetria utilizando o programa supervisor Elipse,
comprado pelo SAAE.
Foram implantados driver’s de comunicação com o software utilizado.
Foram configuradas todas as funções para a aplicação e lógica do CLP, necessárias
para interface com o supervisorio.
Foram feitos testes de comunicações com os equipamentos remotos.
Telas do sistema supervisório
Foram desenvolvidas as telas e configurações necessárias para o
monitoramento do sistema, recebendo as informações remotas do painel
instalado na casa de bombas
Tela de abertura
Telemetria no Sistema Gopoúva
Tela de controle do complexo Gopoúva
Tela de controle de pressões
Configuração dos parâmetros de Controle de Vazões
Relatório de controle de pressões
Foram desenvolvidas ainda diversas outras telas e relatórios para operação do
sistema
5- Resultados obtidos
Como resultado da implantação da telemetria no Sistema Gopoúva obteve-se o
controle operacional da distribuição de água para 700.000 habitantes da cidade,
minimizando a falta d´água, diminuindo a perda d´água com estouro de redes por
excesso de pressão no período noturno.
6. Conclusão
A Operação com o monitoramento remoto (telemetria) mostrou-se uma ferramenta
fundamental para tomadas de decisões, possibilitando agilidade e tomada de
decisões mais precisas no gerenciamento.
Com o Controle Central é possível atenuar o desequilíbrio entre a oferta de água e a
demanda, principalmente no verão, possibilitando a distribuição eqüitativa da água
disponível.
Através do monitoramento das vazões e pressões noturnas, foi possível controlar-se
as condições de operação evitando-se o aumento excessivo de pressões e por
conseqüência das perdas por vazamento.
A água não perdida devida às altas pressões que ocorriam à noite, possibilitou
melhores condições de abastecimento no período diurno onde a demanda é superior
a demanda existente setor.
Atualmente estamos em fase de ampliação do sistema, incluindo mais 05 estações
elevatórias que temos espalhadas pela cidade