Sensor de Nível para Poços Artesianos Tutorial para a especificação, compra e dicas de instalação de sensor de nível hidrostático

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1 Sensor de Nível para Poços Artesianos Tutorial para a especificação, compra e dicas de instalação de sensor de nível hidrostático G HIDRO ENGENHARIA E INTELIGÊNCIA AMBIENTAL 01/05/2017 Vamos aprender aqui como funciona um sensor de nível hidrostático, como especificar um modelo para compra, e dicas de instalação do sensor na central de monitoramento Hidrohub.

2 Tutorial Sensor de Nível Hidrostático. Ola Pessoal. Temos disponíveis no mercado vários fornecedores de sensores de nível hidrostáticos para poços artesianos, reservatórios, e de níveis em geral. Consistem de sensores analógicos, que irão nos informar um determinado valor, dentro de uma escala de trabalho pré-especificada no momento da compra do equipamento. Gostaria de compartilhar com vocês um pouco desta teoria de configuração para leitura de sensores. Vamos usar um exemplo bastante conhecido de nós Brasileiros, que é o velocímetro do seu carro. O velocímetro é um instrumento para aferição da velocidade instantânea de seu carro. Consiste de um sensor na roda e o indicador no painel, que varia ao longo do tempo a uma razão constante, normalmente em um ângulo de 270 graus. 270 Se preenchermos a escala deste instrumento com o numero 20 para o ângulo 0 e o numero 200 para o ângulo 270, quando o ângulo estiver em 135 (metade de 270 ), o indicador irá mostrar o valor 110. Agora, se preenchermos a escala deste mesmo instrumento com o numero 0 para o ângulo 0 e o numero 1200 para o ângulo 270, quando o ângulo estiver em 135 (metade de 270 ), o indicador irá mostrar o valor 600.

3 Este tipo de sensor é linear, ou seja, ele cresce de forma constante ao longo de toda sua variação. Todo nosso trabalho será com sensores lineares. Estamos aqui então, fazendo varias suposições, podendo inserir quaisquer números dentro deste indicador, que ele sempre irá me retornar um valor, de acordo com a escala do instrumento. Que neste exemplo de escala é 0 a 270. Voltando agora para os sensor de nível hidrostático. Para atuarmos com a central Hidrohub, trabalharemos sempre com equipamentos de escala linear, que emitem um sinal de corrente que varia de 4.0 a 20.0 ma (miliamperes). Se fizermos uma analogia, posso configurar meu instrumento de leitura para indicar o numero 0 quando a escala for 4 e o numero 100 quando a escala for 20. Assim, qualquer numero que estiver no intervalo, o sistema efetuará a conta e você verá no display o valor aferido já calculado. Ex.: coluna de água acima do sensor Valor ma 4,0 8,0 12,0 16,0 20,0 Display: 0% 25% 50% 75% 100%

4 O sensor de nível afere a pressão de água (ou metros de coluna de água) imediatamente acima do sensor. Vejamos um exemplo: se o nível estático do poço é 25m, nível dinâmico é 90m e instalamos o sensor a 100 metros de profundidade, o valor máximo de coluna de água que iremos ter agindo sobre esse sensor é: MCAmax = Prof. Instalação Nível Estático = = 75 mca. O valor mínimo, para este tipo de sensor sempre será zero. Para prosseguirmos então, já sabemos que a escala fixa de todos os sensores que utilizaremos com o Hidrohub, é de 4~20mA. Precisamos então de atenção para comprar o instrumento com a configuração correta que necessitamos para cada caso. Obs.:Fato importante a ressaltar é que, quando especificamos sensores de nível para poços artesianos, o cabo do sensor não pode ser cortado (pois possui um tubo capilar que deve ir do sensor até a atmosfera, além de que não pode ter água no seu interior). Sendo assim temos que nos precaver e conhecer a medida correta de cabos para instalar o sistema, bem como prever uns metros a mais, caso o cliente decida rebaixar a bomba futuramente. Vejamos então outro exemplo: Poço Artesiano de 300 metros de profundidade, com Conjunto Motobomba instalado aos 120 metros, produzindo 10 m3/h. Tubulação edutora de aço de 2", tubo de nível PVC 3/4". Nível estático do poço é 33,00m e o nível dinâmico do poço

5 105,00m. A central Hidrohub será instalada no abrigo de painéis a 35 metros de distancia do poço. Comprimento do Cabo: Vamos sempre considerar a instalação do sensor de nível, imediatamente acima do equipamento de bombeamento. Neste caso, do conjunto motobomba até a boca do poço já são 120 metros. Deveremos levantar a distancia por onde o cabo irá percorrer, da boca do poço até o local de instalação da central Hidrohub, e adicionar a esta conta, um mínimo de 12 metros (que corresponde a 2 barras de cano de 6,00 metros cada, caso o cliente deseje aprofundar a bomba futuramente). O Comprimento do cabo do sensor será então = = 167 metros. Efetuar o pedido então com 170 metros de cabo.

6 Classe de Pressão O sensor de Nível afere a coluna de água (pressão) que tem sobre o sensor, ou seja, o sensor fica submerso na água e retorna o valor da pressão de água que tem sobre ele. Neste caso, teremos o seguinte: MCAmax = Profundidade da Bomba Nível Estático. MCAmax = = 87 mca (metros de coluna de água). Portanto, adotar o sensor com a escala superior mais próxima a este valor; Por Exemplo: entre o sensor de 50 e o de 100 mca, comprar o de 100 mca. Existem fabricantes que possuem sensores de 1, 2, 10, 50, 100, 150, 200 mca entre outros, e existem fabricantes que configuram o sensor para a escala que vc desejar, por exemplo 87 mca. Quanto mais próximo do valor, será possível ter mais precisão nas informações, mas também ficamos com um produto mais especifico que somente servirá para aquele cliente. Precisão é outro fator que deve ser considerado. Os sensores que existem no mercado, geralmente possuem uma precisão da ordem de 0,5% ou até 0,25%. O que significa que, se eu escolher um sensor de 100mca com 0,5% de erro, as leituras serão a cada 50 cm. Não teremos uma informação tão precisa quanto o medidor de nível de fita. Mas o medidor de nível de fita não é automatizavel. Isto realmente é um dilema. No entanto, temos sim informação de qualidade e o efetivo monitoramento dos recursos hídricos com uso do sensor de nível Hidrostático acoplado ao Hidrohub. Diâmetro da Sonda Os sensores serão instalados dentro do tubo de PVC existente no poço. Se não houver tubo de nível, não será possível a instalação do sensor. Observar em campo qual é o diâmetro do tubo que está instalado no poço. Geralmente são de ½, ¾ ou 1. Quanto menor o diâmetro, mais caro será a sonda de nível no mercado.

7 Dicas: Para Tubo de ½, usar sondas de aproximadamente 12mm, para Tubos ¾ usar sondas de, no Max, 18mm. Ligações Elétricas Você irá encontrar no mercado, três tipos de ligações elétricas para sensores de nível 4-20mA. São elas: a) 2 fios (Alimentação e Retorno) b) 3 fios (Alimentação, Retorno e Terra) c) 4 fios (Alimentação, Negativo, Retorno e Negativo) Todos eles são possíveis de serem ligados na central. Dica: Utilizar o de 2 fios, por ser o de ligação mais simples. Conclusão Conforme o exemplo acima, você irá especificar para compra: Classe de pressão do sensor, Tipo de ligação Eletrica, Diâmetro máximo do sensor e Comprimento do cabo. Ex.: Sensor de Nível Hidrostático, 0 a 100 mca, Sinal 4-20mA a 2 Fios, diâmetro Maximo 18mm, com 170 mts de cabo. Instalação: Fiquem atentos no momento da instalação do sensor no poço para o seguinte: a) Não sabemos se o fundo do tubo de nível do poço está fechado ou aberto. Se ele estiver aberto é possível que a sonda passe para baixo do tubo e fique presa no momento em que você for retirar. b) Medir com uma trena o comprimento do cabo exato a ser instalado no poço, utilizar um prensa cabo (PG07 ou PG09) e uma arruela de aço e prender o prensa cabo na posição desejada de instalação, assim não corre o risco de instalar o sensor em uma profundidade indefinida. Você precisa desta informação para configurar o Hidrohub (profundidade de Instalação do sensor).

8 c) Instalar a sonda e passar o cabo até a central. É desejável que você faça um furo na parte de baixo da central, instale outro prensa cabo, para que o cabo fique fixo na caixa plástica, e não somente nos conectores da placa. d) Desejável a instalação de eletrodutos e caixas de passagem para os cabos de sinal 4-20mA, os quais não podem estar nos mesmos eletrodutos de cabos de energia elétrica. e) Efetuar a ligação conforme esquema elétrico do sensor de nível na central Hidrohub. f) Com o aplicativo Hidroview Mobile (faça o download pelo QRcode constante na central Hidrohub), você consegue parear via Bluetooth e já conferir se as leituras estão corretas. g) Cada sensor consome um dos canais de 4-20mA. A versão do Hidrohub com 4 canais, devem ser instalados sensores nos canais de 1 a 4 (CH1; CH2; CH3 e CH4)

9 h) Anotar para manter registro e configurar no sistema Hidroview: a. Profundidade de instalação do sensor. b. Classe de pressão do sensor instalado e o canal utilizado. Esquema de Ligação de Sensor de Nível Hidrostático na Central Hidrohub Fornecedores: Keller do Brasil ( Contato: Sr Arnoldo. Tel: / contato@kellerbr.com.br. Nivetec Soluções em Sistemas de Medição ( Contato: comercial@nivetec.com.br Desejo Sucesso em sua jornada! Um Abraço! Fernando Mancini de Oliveira