Hidrômetros

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Medidas de Redução de Perdas de Água em Redes de Abastecimento
4Seleção
Dimensionamento
de Hidrômetros
O hidrômetro é um equipamento destinado a
indicar e totalizar continuamente o volume de
água que o atravessa. Normalmente a preocu-
pação na operação da micromedição está no su-
perdimensionamento do medidor, devido ao seu
custo mais elevado e instalação, e pela tendência
à submedição de vazões mais baixas, principal-
mente em instalações com caixas-d’água. Isso
levou inclusive ao desenvolvimento de medido-
res de vazões nominais menores, como o mono-
jato de 0,75 m3/h, hoje generalizado em muitas
instalações no país.
O subdimensionamento do medidor, no entan-
to, é igualmente prejudicial, pois um medidor
sujeito frequentemente a vazões acima daquela
para a qual foi projetado para suportar termina
por sofrer danos e desgastes prematuros. Como
consequência, pode provocar submedição maior
do que aquela que se queria evitar ao instalar
um medidor menor.
O advento de medidores cada vez mais sensíveis
a baixas vazões permite que esse problema seja
visto de outra forma, não sendo mais necessário
comprometer a vida útil do medidor. O dimen-
sionamento correto de um hidrômetro para uma
instalação baseia-se, então, em duas informações
principais: a característica e limitações do instru-
mento e a demanda de água do ponto de consu-
mo. A influência de outros fatores, como pressão
da linha, temperatura e condições de instalação
– embora também importantes na seleção do
tipo do medidor – influenciam em menor grau o
seu dimensionamento.

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Medidas de Redução de Perdas de Água em Redes de Abastecimento
O hidrômetro – características de operação, limitações e
normas
Os hidrômetros podem ser caracterizados quanto às classes de vazão e metro-
lógica. As classes de vazão são as de início de trabalho, mínima, de transição,
nominal e máxima. Conforme Rech (1992), a classe de vazão determina qual a
indicada para o funcionamento do hidrômetro. A letra ”Q” é o símbolo que re-
presenta a vazão. Sempre que for referida a simbologia Qmax estará sendo dito
“vazão máxima”, assim como Qmin representará “vazão mínima” e Qn, a “vazão
nominal”.
A vazão de início de trabalho é aquela que é suficiente para vencer a inércia das
peças móveis internas do medidor, ou seja, a partir da qual a turbina interna
do hidrômetro começa a se movimentar. No entanto, essa vazão não garante
precisão na medição, o que só ocorre a partir da vazão mínima especificada por
norma.
A partir da vazão mínima, o medidor deve proporcionar a precisão determina-
da pela norma NBR NM 212, proporcionando um erro máximo de 5%. Em uma
condição ideal, o hidrômetro não deve operar abaixo dessa vazão, pois a preci-
são da medição não é garantida. De acordo com Rech (1992), a vazão mínima é
aquela a partir da qual o hidrômetro começa a indicar volumes dentro da faixa
de medição. É a menor vazão de trabalho do medidor, com indicação dentro
dos erros admitidos por normas técnicas ou pela legislação vigente. A partir da
vazão mínima e acima dela, o registro feito pela relojoaria está dentro dos erros
tolerados.
Acima da vazão mínima encontra-se a de transição. Segundo Rech (1992), a
vazão de transição é aquela que separa a faixa inferior da faixa superior de me-
dição e corresponde a 5% da vazão máxima. Portanto, no hidrômetro de vazão
máxima igual a 3 m³/h, ou 3.000 l/h, a vazão de transição é de 150 l/h.
Acima da vazão de transição encontra-se a nominal (Qn). Corresponde à meta-
de da vazão máxima. É aceita como vazão normal de trabalho, na qual o medi-
dor deve operar em condição ideal. Um medidor que trabalhe nessa vazão não
deveria apresentar desgastes e variações capazes de influir significativamente
no seu desempenho, nem no erro absoluto de um registro. Porém, há quem de-
fenda que a vazão ideal de trabalho de um hidrômetro seja a metade da vazão
nominal, isto é, um quarto da vazão máxima. Foi constatado que os desgastes
encontrados na vazão nominal são ainda muito grandes e altamente influenciá-
veis no erro de registro do medidor.

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A vazão nominal é designada pelas letras Y, A, B, C, D, E, e F, e as respectivas
vazões nominais são estabelecidas em metro cúbico por hora (m3/h): 0,75 – 1,5
– 2,5 – 3,5 – 6,0 – 10 – 15.
Acima da vazão nominal encontra-se a vazão máxima. Essa é a vazão até a qual
o hidrômetro pode funcionar, de forma satisfatória e por curto período, sem
danificar-se. O valor é o dobro do verificado para a vazão nominal do medidor.
A vazão máxima é erroneamente confundida com a capacidade do hidrômetro.
Quanto aos erros de medição toleráveis para hidrômetros, a vazão é dividida
em duas faixas, a inferior e a superior de medição. A faixa inferior é composta
pelas vazões que vão da mínima até a de transição, ou seja, são as vazões que,
partindo da menor vazão de trabalho com precisão de erro, atingem a vazão
de transição. Nessas vazões o erro admissível é de 5% para mais ou para me-
nos. São vazões muito pequenas, nas quais o medidor apresenta mais erros de
indicação.
Tipos de hidrômetros
Os principais tipos de hidrômetros utilizados em sistemas de distribuição de
água são:
Medidores volumétricos
‡‡ tipo pistão rotativo
‡‡ tipo disco nutante
Medidores tipo turbina ou veloci-
métricos
‡‡ multijato
‡‡ monojato
‡‡ medidores tipo hélice ou
Woltmann
Medidores com configuração espe-
cial
‡‡ proteção contra fraude
‡‡ configuração para leitura frontal

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Dimensionamento de Hidrômetros
Segundo Neto (2002), os hidrômetros são aparelhos destinados à medição da
quantidade de água que escoa em intervalos de tempo relativamente longos.
Sanchez (2005) define hidrômetro como um instrumento que funciona continu-
amente, ou seja, mede vazão e totaliza o volume. Isso acontece por meio de um
sistema que integra o valor instantâneo, detectado pela rotação da turbina com
o tempo, e o apresenta na forma de um indicador em volume totalizado. Porém,
para o dimensionamento do hidrômetro, não é o volume que passa por ele que
irá determinar o tipo de medidor, e sim a vazão. A vazão máxima do hidrôme-
tro, tampouco a nominal, não devem ser ultrapassadas por longos períodos,
evitando desgastes acelerados. Também é importante que a vazão que passa
pelo medidor não fique abaixo da vazão mínima, para evitar a submedição. A
condição ideal é aquela na qual a vazão permanece a maior parte do tempo na
faixa superior de medição (acima da vazão de transição e abaixo da nominal).
Avaliação da vazão de trabalho (dimensionamento por
demanda ou vazão estimada)
Para o dimensionamento de um hidrômetro por meio da demanda de consumo,
além da vazão máxima de trabalho determinada pela demanda do consumidor,
é necessário conhecer a vazão mínima na qual se prevê que o sistema irá operar
e que o medidor deverá registrar corretamente. Isso vai caracterizar a classe de
precisão necessária ao medidor (A, B ou C).
Outro fator que deve ser levado em conta é a perda de carga do medidor. Pelas
normas e regulamentações em vigor, o medidor não deve ultrapassar 0,1 MPa
(cerca de 10 metros de coluna de água) de perda de carga quando operando na
vazão máxima e, considerando-se ainda que a perda de carga aumente pro-
porcionalmente ao quadrado da vazão, esse fator pode levar à necessidade de
instalação de medidores de diâmetros maiores, principalmente em locais com
pouca pressão disponível na rede.
Atenção
Apesar de toda água que serve uma determinada edificação passar pela
tubulação na qual deve existir um hidrômetro instalado, o método de
cálculo não deve ser o mesmo para os dois. Isso quer dizer que, nem
sempre, o diâmetro de um hidrômetro será o mesmo do ramal no qual
ele está inserido.

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Dimensionamento por consumo estimado
Por esse método, o dimensionamento do medidor é estimado em função do
consumo mensal ou diário.
Em função da dificuldade do dimensionamento pelo levantamento da demanda
(método apresentado anteriormente), difundiu-se no Brasil o método por con-
sumo estimado. É um método mais simples, porém bastante impreciso. Baseia-
se na estimativa de volumes diários ou mensais acumulados nos medidores
durante o período. Os volumes são obtidos por meio de tabelas (principalmen-
te as fornecidas por fabricantes de hidrômetros), que especificam a classe de
vazão do medidor em função de consumos mensais ou diários. Os volumes são
obtidos através de estimativas de consumo para consumidores “tipo”, como, por
exemplo, condomínio residencial, escritório e fábrica de papel. Os consumos
estimados para cada tipo de consumidor podem ser encontrados em diversas
literaturas de instalações hidráulicas.
Perfil do consumo – análise de traço
O levantamento da curva de perfil de consumo é realizado por meio do uso de
equipamentos conversores de pulsos magnéticos em pulsos digitais instala-
dos diretamente nos hidrômetros avaliados e os dados armazenados em data
logger. O equipamento deve permanecer instalado por pelo menos sete dias em
cada medidor, considerando que a curva de consumo varia conforme o dia da
semana. Os gráficos gerados por meio dos equipamentos instalados nos medi-
dores são confrontados com as suas vazões críticas, que são vazão mínima, de
transição, nominal e máxima de trabalho. Também são avaliadas a vazão inferior
de trabalho (Qit), que se encontra 20% acima da vazão de transição, e a vazão
superior de trabalho (Qst), que se encontra 50% abaixo da vazão nominal.
Redimensionamento
Após a instalação de um hidrômetro em uma determinada ligação, é necessário
fazer um monitoramento do seu desempenho. Caso seja verificado algum fato
inesperado, como por exemplo a quebra do hidrômetro; registro de volume
totalizado excessivo ou abaixo do esperado para o medidor, ou a mudança de
perfil de consumo de água, é importante fazer uma reavaliação do dimensiona-
mento. Uma prática recomendável para o redimensionamento de hidrômetros
é a prática da manutenção preventiva (acompanhamento das leituras mensais e

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verificação da ocorrência de consumos muito abaixo do esperado). A manuten-
ção corretiva também é importante, detectando de forma rápida quais hidrô-
metros pararam de funcionar e providenciando imediatamente a reavaliação do
dimensionamento e a troca do medidor.
Para mais informações sobre esse assunto, consulte o material
disponível em PDF.