e-book Medição de Vazão NO TRATAMENTO DE EFLUENTES

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1 e-book Medição de Vazão NO TRATAMENTO DE EFLUENTES

2 2 Índice Introdução 2 Etapas do Tratamento de Efluentes 3 Proteção de Seres Humanos e Ecossistemas 4 Monitoramento Eficaz Requer Medição Exata 5 Tipos de Sensores 7 Sensor de Ultrassom 7 Aplicações 8 Tecnologias 8 Como Escolher 8 Medidor Magnético de Vazão 9 Sensor de Vazão Área Variável ou Rotâmetro 10 Sensor de Deslocamento Positivo 11 Tipo Turbina 12 Sensor Tipo Vortex 13 Medidores de Nível em Efluentes 14 Sensor e Controlador de Nível Ultrassônico 14 Sensor de Nível Tipo Radar 15 Materiais Técnicos 16 A Omega Engineering 17 Copyright. Todos os direitos reservados.

3 3 CAPÍTULO 1 Introdução Atualmente o despejo cada vez maior de efluentes industriais e residenciais no meio ambiente resulta na presença de substâncias nocivas em volume acima daquele permitido para garantir a qualidade da água. Esse desequilíbrio implica em perdas econômicas e ambientais graves que exigem uma medição constante de nível e vazão pelas empresas de tratamento de água e efluentes (fig. 1). As usinas de tratamento de efluentes recolhem as águas residuais do esgoto público, transportam para a planta através de tubulações e estações de bombeamento e, em seguida, removem uma parte significativa dos poluentes antes que o restante líquido (conhecido como efluente) seja reutilizado. Fig. 1: ESTAÇÃO DE TRATAMENTO

4 4 CAPÍTULO 2 Etapas do Tratamento de Efluentes Este processo de tratamento de águas residuais geralmente ocorre em várias etapas: Tratamento preliminar Tratamento primário Os detritos de maior tamanho (por exemplo, areia e cascalho) que poderiam potencialmente danificar o equipamento são removidos e descartados. As águas residuais são mantidas em um tanque imóvel de modo que os sólidos pesados são depositados no fundo enquanto óleo, a graxa e outros sólidos mais claros flutuam na superfície. Os sólidos do fundo e da superfície, chamados de lama, são ainda tratados para estabilizá-los e reduzir os fortes odores. Fig 2 VISTA AÉREA DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO Fig 3 TANQUES DE TRATAMENTO Copyright. Todos os direitos reservados.

5 5 CAPÍTULO 3 Proteção de Seres Humanos e Ecossistemas As águas residuais maltratadas podem ameaçar a saúde dos seres humanos e de ecossistemas inteiros. Em seres humanos, as águas residuais podem causar doenças como gastroenterite, encefalite, hepatite, cólera, disenteria e febre tifoide e podem contaminar a água potável. Fig. 4 ÁGUAS RESIDUAIS Algumas das tecnologias existentes que podem ser utilizadas como método de medição são elencadas na norma NBR citada mais adiante.

6 6 CAPÍTULO 4 Monitoramento Eficaz Requer Medição Exata A fim de cumprir estas regulamentações rigorosas e proteger as massas de água que recebem o fluxo de efluentes, as instalações de tratamento de águas residuais devem ser administradas com cuidado. Não só os operadores das instalações devem receber uma formação completa para compreender plenamente os requisitos do programa de licenciamento*, mas também devem supervisionar cuidadosamente todo o processo de descontaminação - desde a medição do consumo de águas residuais, observando cuidadosamente cada passo de tratamento e fazendo ajustes sempre que necessário. Fig 5 MONITORAMENTO DE ESTAÇÃO

7 7 A norma brasileira NBR (junho 1995) tem como objetivo normatizar as condições exigíveis para a identificação dos métodos mais adequados de medição de vazão em efluentes líquidos. Com isso, a seleção do sistema de medição a ser utilizado obedece a critérios rígidos como os listados abaixo: Vazão operacional Características do fluido 3. Rangeabilidade 4. Custo Exatidão da medição Confiabilidade do sistema Facilidade de manutenção * De acordo com o PNLA Portal Nacional do Licenciamento Ambiental o Licenciamento Ambiental avalia o impacto ambiental e licencia atividades efetivas ou potencialmente poluidoras. O Licenciamento Ambiental é matéria constitucional, onde no Art. 225, 1º, Inciso IV da Constituição Federal de 1988, prevê o estudo do impacto e suas consequências antes de uma obra ou atividade seja instalada no país. 8. Conectividade. Copyright. Todos os direitos reservados.

8 8 CAPÍTULO 5 Tipos de Sensores Sensor de Ultrassom Um dos tipos de sensores mais precisos empregados no monitoramento do fluxo de águas residuais é o ultrassônico (fig.6). Estes medidores podem realizar a medição precisa mesmo sob as condições mais adversas e podem ser usados para medir líquidos homogêneos e os que contêm sólidos suspensos. Sua excepcional versatilidade faz com que esses medidores sejam ideais para a indústria de águas residuais, pois são capazes de lidar com a diversidade de fluidos processados por estações de tratamento de águas residuais (incluindo esgoto bruto, lodo, aditivos químicos e efluentes). Fig. 6: SENSOR ULTRASSÔNICO

9 9 Aplicações Tais instrumentos são capazes de medir o fluxo de líquidos e gases em um tubo. Tecnologias Estes dispositivos consistem num par de transdutores que emitem e recebem impulsos ultrassônicos. As ondas são emitidas contra e a favor do fluxo de fluido. A diferença no tempo de deslocamento das ondas a montante e a jusante é proporcional à velocidade do fluido. Combinado com o diâmetro do tubo, esta informação é usada para calcular o volume de fluxo. Os medidores podem ser colocados dentro do tubo ou fixados à sua superfície exterior. Esta última disposição é capaz de medir o fluxo em tubos de até seis metros de diâmetro. Como Escolher A escolha dependerá da natureza do fluido, gás ou líquido, sua temperatura, pressão e outras características. Outros fatores incluem o grau de precisão requerido e se um modelo inserido ou clamp-on é mais apropriado. Alguns estão equipados com uma tela digital, conforme os fabricados pela (fig. 7). Medidor de Vazão Doppler Ultrassônico Medidor de Vazão Doppler Ultrassônico Portátil Medidor de Vazão Ultrassônico Híbrido Fig 7a - FD-400 Fig 7b - FD-613 Fig 7c - FDH-1 Series

10 10 Medidores de Vazão Magnéticos Os sensores de vazão magnético são uma ótima tecnologia para medir vazão. Estes tipos de sensores são duráveis e geralmente podem ser enterrados sem problema. Os medidores de vazão magnéticos geralmente não são afetados por sólidos que podem estar na linha de vazão. Porém os medidores de vazão magnéticos podem ser afetados pelo ar na tubulação e apresentar falsas leituras se não for mantido cheio. Eles também podem ser afetados por corrente elétrica dispersa de variadores de freqüência (VFDs) que interferem no campo magnético do sensor. A sua instalação é fundamental para garantir que o dispositivo efetue operações precisas (fig. 8). Medidor de Vazão Magnético de Inserção Medidor de Vazão Magnético de Inserção Medidor de Vazão Magnético de Inserção Metálico Fig 8a - Série FMG3000 Fig 8b - Série FMG900 Fig 8c - Série FMG-550 Copyright. Todos os direitos reservados.

11 11 Sensor de Vazão Área Variável ou Rotâmetro O rotâmetro consiste num tubo de vidro orientado verticalmente (ou plástico) com uma extremidade maior no topo, e um flutuador de medição que se move livremente dentro do tubo. O fluxo de fluido faz com que o flutuador se mova para cima do tubo pela pressão diferencial vencendo a ação da gravidade. O flutuador sobe até que a área anular entre o flutuador e o tubo aumente suficientemente para permitir um estado de equilíbrio dinâmico entre a pressão diferencial ascendente e os fatores de flutuabilidade e de gravidade descendentes (fig. 9). A altura do flutuador é uma indicação da vazão. O tubo pode ser calibrado e graduado em unidades de fluxo apropriadas. O medidor rotâmetro tem tipicamente uma taxa de TurnDown de até 12: 1. A precisão pode ser tão boa quanto 1% da escala completa. Medidores de Vazão de Fácil Visualização Rotâmetro de Leitura Direta Fig. 10: Modelo FL-93/96/ 97/98/9900 Fig. 9: Série FLD

12 12 Sensor de Deslocamento Positivo O medidor de vazão de deslocamento positivo mede o fluxo de fluido do processo por rotores de precisão como elementos de medição de vazão. Volumes conhecidos e fixos são deslocados entre os rotores. A rotação dos rotores é proporcional ao volume do fluido que está sendo deslocado. O número de rotações do rotor é contado por um transmissor de pulso eletrônico integrado e convertido em volume e vazão. Um dos modelos mais conhecidos são com engrenagens ovais, que possuem duas engrenagens giratórias de forma oval com dentes sincronizados e fechados. Uma quantidade fixa de líquido passa através do medidor para cada revolução. Fig. 11 ENGRENAGENS DO SENSOR DE DESLOCAMENTO POSITIVO Medidor de Vazão Tipo Deslocamento Positivo para Combustíveis e Óleos Fig. 12: modelos: FPD3005 e FPD3003

13 13 Tipo Turbina O medidor de turbina gira na proporção da velocidade do fluido que passa através de uma área de secção transversal conhecida no seu interior. Fonte: Fig. 13: GERAÇÃO DE SINAL DE FLUXO DE TURBINA A velocidade de rotação do rotor é diretamente proporcional à vazão volumétrica e pode ser detectada por dispositivos do tipo indutivo, capacitivo, efeito hall ou sensores mecânicos. Medidores de Vazão tipo Turbina para Líquidos Fig. 14: Série FTB-1400

14 14 Sensor Tipo Vortex Os medidores de vazão do tipo Vortex funcionam pelo princípio chamado efeito von Kármán. De acordo com este princípio, o fluxo irá gerar alternadamente vórtices quando passam por uma barra interna verticalmente ao o fluxo. A velocidade de fluxo é proporcional à freqüência dos vórtices. A vazão é calculada multiplicando a área do tubo pela velocidade do fluxo. Em alguns casos, os medidores tipo Vortex requerem o uso de palhetas de endireitamento ou de tubulação direta a montante para eliminar padrões de fluxo distorcidos e redemoinho. Baixos fluxos apresentam um problema para os medidores tipo Vortex, pois geram irregularidades nessas condições. A precisão desses medidores é de médio a alto, dependendo do modelo e fabricante. Além da medição do fluxo de líquidos e gases, os medidores de vazão de Vortex são amplamente utilizados para medir o fluxo de vapor. Medidores de Vazão tipo Vortex Fig. 15: Modelo FV-505C

15 15 CAPÍTULO 6 Medidores de Nível em Efluentes Sensor e Controlador de Nível Ultrassônico A medição do nível é muito importante para a maioria dos processos industriais para garantir a qualidade do produto, a segurança de pessoas e equipamentos. Atualmente a preocupação com o meio ambiente também requer cuidados protetivos no que se refere ao controle de nível. Há uma variedade desses tipos de sensores atualmente disponível no mercado. Deve-se levar em conta os aspectos de confiabilidade, economia, desempenho, instalação e manutenção na escolha de um produto. Fig. 6: SENSOR ULTRASSÔNICO Controlador de Nível Sem Contato Para Aplicações em Tanques Pequenos O tamanho do ambiente onde será instalado é uma característica fundamental na escolha do modelo. Existem sensores projetados e fabricados especialmente para pequenos ambientes. Um exemplo é o controlador de nível sem contato para aplicações em tanques pequenos série LVCN414. Fig. 17: Série LVCN414

16 16 Sensor de Nível Tipo Radar Os instrumentos modernos do radar consistem em uma antena dentro do tanque e uma eletrônica montada remotamente. Eles trabalham através da transmissão de sinais de microondas de alta freqüência que refletem fora da superfície do líquido e são devolvidos a um receptor. Muito parecido com aqueles por ultrassom, que usam ecos sonoros de uma maneira similar. Sensor de Nível Tipo Radar Fig. 18: MECANISMO DO SENSOR DE NÍVEL TIPO RADAR Fig. 19: Modelo LVRD501 Copyright. Todos os direitos reservados.

17 17 CAPÍTULO 7 Materiais Técnicos Referências Técnicas Baixe gratuitamente ou receba no endereço indicado: Basta fazer seu cadastro em: Siga-nos nas Redes Sociais Assista nossos Vídeos Clique aqui

18 18 A Omega Engineering Excedendo Suas Expectativas Fundada em 1962 em Stamford nos EUA como um fabricante de termopares, a OMEGA TM cresceu para alcançar a liderança mundial estabelecida no mercado técnico como referência em medição e controle de processos. São mais de 100 mil produtos de alta qualidade para medição e controle de temperatura, pressão, deformação e força, vazão e nível, ph e condutividade. A OMEGA também oferece aos clientes uma linha completa para aquisição de dados, aquecimento elétrico, produtos customizados e para automação. É nosso compromisso oferecer instrumentação de qualidade e uma experiência de compra excepcional para todos os nossos clientes. A possui milhares de itens, muitos deles com aprovações CSA/UL/CE. Na OMEGA TM você vai encontrar assistência técnica especializada, suporte de vendas com foco em aplicações, atendimento pós-venda ao cliente, serviços de customização de produtos especiais, além de preços e formas de pagamento competitivos. Comprove a qualidade na experiência de ser um cliente OMEGA TM.