OTIMIZAÇÃO DOS MÉTODOS DE ENSAIO DE HIDRÔMETROS

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1 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 Pan- Americano de Engenharia Sanitária e Ciências do Ambiente. Endereço (1) : Rua Professor Gastão Vilarim, Jardim Atlântico - Olinda - PE - Brasil - CEP: Tel: (081) Fax: (081) 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. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1919

2 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. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1920

3 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. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1921

4 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. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1922

5 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. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1923

6 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. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1924

7 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, SABLATNIG R. Visual Inspection of Watermeters used for Automatic Calibration Springer Verlag, BATISTELLA, J.R. Bancada Eletrônica para Aferição de Hidrômetro São Paulo - Capital TURBIMAX, Manual de Operação da Bancada de Aferição Eletrônica Nova Odessa - São Paulo, NANSEN Manual da Bancada de Aferiçâo Portátil Contagem-MG, o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1925