SISTEMA DE TELEMEDIÇÃO SETORIZADO DO CONSUMO DE ÁGUA DENTRO DOS EDIFÍCIOS

Transcrição

1 SISTEMA DE TELEMEDIÇÃO SETORIZADO DO CONSUMO DE ÁGUA DENTRO DOS EDIFÍCIOS Sonia Maria Nogueira e Silva (1) Engenheira Civil formada pela Universidade Federal do Pará em Atualmente Coordenadora do Programas de Economia de Água de Uso Doméstico e não Doméstico/Uso Racional da Água na Cia SABESP. Anderson Wilian Furdiani Técnico em Eletrotécnica pela escola Técnica Getúlio Vargas e Também Engenheiro eletricista pela Faculdade de Engenharia São Paulo. Atualmente trabalha como gerente de divisão de tecnologia da medição desde Fev/97. José Yazo Gondo Técnico em Eletrotécnica pelo Colégio Técnico Getúlio Vargas. Técnico em Processamento de Dados pelo Colégio Técnico Objetivo. Atualmente cursando o 3 o ano em Processamento de Dados pela FARSP. 17 anos de vivência na área de saneamento básico. Ricardo Reis Chahin Engenheiro Sanitarista formado pela Escola de Engenharia Mauá em 1993; Proficiência em Inglês pela Universidade Michigan em Professor do Departamento de Engenharia Civil e Sanitária da Escola de Engenharia Mauá 1995; Atualmente Engenheiro da Coordenadoria do Uso Racional da Água. Endereço (1) : Rua Dr. Carlos Alberto do Espírito Santo, 93 - Pinheiros - São Paulo - SP - CEP: Brasil - Tel: (011) snogueir@sabesp.com.br RESUMO A matéria-prima água que já é insuficiente principalmente nas grandes concentrações urbanas, que escasseia tanto em quantidade quanto em qualidade e tornando-se cada vez mais cara, está como prioridade nos assuntos dos governos estaduais, federais e mundiais. Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP, como prestadora de serviço de saneamento adotou uma política de incentivo do Uso Racional da Água dentro de uma abordagem sistêmica, na qual o planejamento do uso da água tem de ser realizado considerando os tipos de uso da água e do manancial no todo de um sistema que afeta e é afetado pelos corpos d água. Portanto preocupando-se com a questão da escassez da água e com conflitos que poderão ser gerados, vem investindo com medidas corretivas e preventivas com relação ao Uso Racional da Água e Programa de Redução de Perdas. Entre várias ações de intervenção do Programa do Uso Racional da Água verificamos que existem tecnologias de ponta, para medir o consumo de água por setor (atividade de uso da água), com o objetivo de monitorar o consumo presente, por várias alternativas. utilizando um software que permite a macro e micro medição utilizando como inovação 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2125

2 medidores eletrônicos do tipo classe C que emitem pulsos através de sistemas automatizados que pode medir pressão, nível de reservatórios, energia, gás e água. Baseado nessa tecnologia, a SABESP vem aplicando em alguns PILOTOS, como na Cervejaria Continental e no prédio da Presidência da Companhia esse sistema de monitoramento do consumo de água por atividades de usos, facilitando dessa forma para o usuário identificar não só vazamentos naquele setor, como alta do consumo inclusive caracterizando o motivo que influenciou o aumento, seja por uma atividade atípica,por descaso ou mau uso da água ou arrebentamento de alguma peça do sistema de instalação hidráulica predial. PALAVRAS-CHAVE: Sistema M-Bus, Consumo Setorizado, Gerenciamento de Água, Medição Telemetrizada. INTRODUÇÃO A SABESP aplicou a tecnologia, do Sistema de Telemedição em alguns PILOTOS na RMSP como na Cervejaria Continental (Rua Pinheiros), no prédio da Presidência da Companhia (Pinheiros), na Cidade universitária de São Paulo USP e no Entreposto Ceagesp esse sistema já está implantado e em operação, apresentando resultados exitosos. Este produto está sendo utilizado principalmente pelos grandes consumidores da RMSP, pelo qual o usuário do Sistema observa o consumo de água presente por setor e por atividade de uso da água, observando imediatamente o aumento do consumo permitindo rastrear e detectar o motivo O sistema se compõe do seguintes recursos: O microcomputador com Fax-Modem, linhas telefônicas, centralizador de sinais, medidores eletrônicos e um software específico que poderá ser utilizados várias alternativas de telemedição: - Sistema por Via Satélite - O primeiro utilizado pela SABESP no Brasil, instalado na Cervejaria Continental da Rua Pinheiros pela empresa Vector - Engenharia e Sistemas de Automação Ltda. em parceria com técnicos da SABESP Guarapiranga e com a Coordenadoria do Uso Racional da Água. - Sistema por Via Telefone - Sistema por Via M-Bus - Medidores eletrônicos ligados por pares de fios comuns à um centralizador de sinais e este ao computador A seguir temos as descrições dos sistema em observação pela SABESP. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2126

3 TELEMEDIÇÃO M-BUS OBJETIVO O objetivo deste trabalho é apresentar as principais informações sobre o sistema de Comunicação M-Bus. Além disso, são descritas as principais atividades da MPMT Divisão de Tecnologia da Medição relacionados com o segmento Telemedição M-Bus. Na conclusão, os técnicos expõem suas impressões sobre a confiabilidade do sistema e no Anexo fazem uma estimativa de custo para instalação. COMPOSIÇÃO BÁSICA DOS SISTEMAS DE TRANSMISSÃO-RECEPÇÃO Sistema de transmissão: São os hidrômetros instalados em um ou vários pontos de medição no cliente, transmitindo os dados através de protocolo M-Bus, até o computador central de monitoramento. Utilizando o sistema de Comunicação M-Bus, também podemos realizar leituras On-line em medidores de energia elétrica e gás. a) Necessidades básicas: instalação de hidrômetro eletrônico Disponibilizar alimentação 110 Vca para alimentação do Repeater. Passagem de cabo de comunicação para interligação dos medidores ou utilizar a central de comunicação interna do usuário. Sistema de recepção M-Bus O computador da mesa de controle lerá uma quantidade de hidrômetros instalados, utilizando um equipamento centralizador de dados denominado Repeater. O armazenamento dos valores medidos bem como a edição dos dados de leitura fazem parte do software de controle. SOFTWARE DE ACOMPANHAMENTO DO SISTEMA: O software oferece a possibilidade de aquisição de dados dos hidrômetros eletrônicos diretamente via barramento M-Bus, medidores de energia elétrica e medidores de gás com saída de comunicação utilizando protocolos M-Bus. Em casos onde os medidores possuam apenas saída pulsada, poderá ser utilizado um equipamento denominado RS, para conversão dos pulsos em comunicação M-bus. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2127

4 O software possibilita a leitura dos hidrômetros em intervalos determinados, onde qualquer anomalia como vazamentos, excesso de consumo, etc é detectado instantaneamente, possibilitando uma ação imediata por parte do operador do sistema. Graficamente o software oferece as seguintes funções: Curva de Gauss Curva de Vazões Curva de consumo Somatória de Curvas Outras 65 funções MANUTENÇÃO DO SISTEMA a - Corretiva Manter estoque estratégico de alguns componentes vitais ao sistema, tais como hidrômetros, repeater. b - Preventiva Tomando os devidos cuidados e instalando os equipamentos de acordo com critérios técnicos adequados, não é necessária nem recomendável a prática de manutenção preventiva. Tabela 1 - Custos Operacionais e de Aquisição dos Equipamentos Equipamento Custo ( R$ ) Software ,00 Repeater 4.000,00 Hidrômetros eletrônicos 3 m³/h : ATIVIDADES EM ANDAMENTO PELA MPMT a) Sistema em teste, instalado no Complexo Costa Carvalho. b) Sistema em teste, instalado no Instituto da Criança ( ICR ). c) Sistema em teste, instalado no Instituto do Coração ( INCOR ). d) Projeto de instalação no CEAGESP. e) Em implantação na Cidade Universitária ( USP ) CONCLUSÃO O Sistema poderá apresentar alta confiabilidade com instalação de protetores contra surtos e distúrbios atmosféricos em cada local de instalação de hidrômetros e conexões a prova de umidade. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2128

5 Figura 01 Esquema de Instalação do Sistema M- Bus. TELEMEDIÇÃO VIA SATÉLITE OBJETIVO As principais informações obtidas na visita efetuada em junho/98 à empresa Vector em Americana. Além disso, são descritas as principais atividades da MPMT Divisão de Tecnologia da Medição relacionados com o segmento Telemedição Via Satélite. Na conclusão, os técnicos expõem suas impressões sobre a confiabilidade do sistema e no Anexo fazem uma estimativa de custo para instalação de 1000 pontos de medição. COMPOSIÇÃO BÁSICA DOS SISTEMAS DE TRANSMISSÃO-RECEPÇÃO Sistema terrestre de transmissão: É o equipamento de onde os dados recebidos do hidrômetro instalado no cliente serão transmitidos para o Sistema de Satélites INMARSAT. a) Necessidades básicas: instalação de hidrômetro com saída pulsada Disponibilizar alimentação 110 Vca para alimentação do Transceptor com antena acoplada. b) Dispositivos para comunicação: Os pulsos gerados pelo hidrômetro, são armazenados em um concentrador de dados, denominado VM-11 disponível em três versões: VM-11 : 8 medidores VM-11R: até 32 medidores VM-11C: até 360 medidores VM-11X: conversor pulso/rs485 em M-BUS 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2129

6 O VM-11, possui bateria interna com duração superior a 5 anos. Os dados armazenados no VM-11, são enviados em intervalos pré-determinados para o transceptor, conforme configuração de transmissão, que pode ser alterada da central de dados da concessionária. Modo de comunicação entre o transceptor e a base terrestre na Holanda. O satélite envia os dados do cliente à base na Holanda, onde os dados São tratados por um sistema ainda não disponível pela Embratel e retornam à concessionária via sistema Renpac ou V-sat. Sistema de Satélites INMARSAT: O sistema INMARSAT é composto por 10 satélites, dos quais 6 poderão estar sendo acessados pela SABESP para a comunicação de dados. Deste total, 8 são geoestacionários, sendo que 4 operam como principais e 4 são redundâncias para o sistema. Ainda existem 2 satélites em órbita que poderão ocupar o lugar de qualquer um que apresente defeito. Sistema terrestre de recepção É o sistema que receberá o sinal enviado pelo satélite. Esta estação é uma Base Holandesa responsável também pelo envio do sinal para a concessionária, no caso a Sabesp. O sinal pode ser recebido pela concessionária de duas maneiras: Sistema RENPAC, no qual a Base Holandesa fará o sinal chegar à Sabesp pela melhor via de comunicação disponível no momento da transmissão. (rede telefônica especial para comunicação de dados) Sistema VSAT que é uma comunicação de dados por satélite, onde a Base Holandesa enviará os dados via satélite à Embratel, e esta o retransmitirá à Sabesp que receberá o sinal através de uma antena parabólica. Obs: Para os pontos de conexão dos sistemas descritos acima com a Sabesp será necessária a utilização de uma interface denominada FRONT-END, responsável pela parametrização dos dados com o software de controle, possibilitando o envio dos dados devidamente tratados para as áreas comerciais e técnicas da Sabesp. PROPOSTA BÁSICA DA VECTOR a) Projeto e desenvolvimento dos acumuladores de dados VM-11 b) Contato com fabricante dos transceptores no Canada e Japão c) Contrato com a Base Holandesa d) Autorização da Embratel METODOLOGIA BÁSICA DE ACOMPANHAMENTO DO SISTEMA: a) Deverá haver a participação da Vector, recebendo informações a respeito de problemas ocorridos; b) Deverá existir um grupo na Sabesp envolvido a nível de sistema c) A Vector também poderá realizar intervenções ou consultoria via internet. (custo extra) 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2130

7 MANUTENÇÃO DO SISTEMA a - Corretiva Proposta 1: Manter estoque estratégico de alguns componentes vitais ao sistema em torno de 3%. Procedimento de manutenção: Intervenção das equipes da Sabesp para identificar a provável causa de defeito. Correção pela Sabesp Tempo de atendimento estimado da Vector, 12 horas. Proposta 2: A Vector poderá, dependendo de acordo firmado, manter equipe de manutenção dentro da Sabesp. b- Preventiva Tomando os devidos cuidados e instalando os equipamentos de acordo com critérios técnicos adequados, não é necessária nem recomendável a prática de manutenção preventiva. Tabela 2 -Custos Operacionais e de Aquisição dos Equipamentos Comunicação (estimado) Valor unitário (R$) Total no mês (R$) Diária Quinzenal Mensal RENPAC VSAT Contrato c/ base Holandesa US$ Equipamento VM VM-11X VM-11C VM-11R Front-end transceptor D ATIVIDADES EM ANDAMENTO PELA MPMT Sistema em teste, instalado em Maio/98 em uma residência em Alphaville, utilizando um ponto de medição com hidrômetro Schlumberger, modelo Aquadis com dispositivo de saída puldada Cible. a) Sistema em teste, instalado em Junho/98 na Chopperia Continental, b) utilizando 10 pontos de medição com hidrômetros Aquadis e Cible. c) Estudos para testes em automação de ETE em Registro. d) Estudos para testes em automação de Poços artesianos em Embú e Cipó e) Acompanhamento das comunicações efetuadas através do Hyper Terminal c/ Frontend da Vector. f) Disponibilização dos dados para acompanhamento pela administração da Chopperia Continental em 06/07/ o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2131

8 CONCLUSÃO O Sistema poderá apresentar alta confiabilidade em função do número de satélites que compõe a rede INMARSAT, conforme descrito no item II, e das possibilidades de redundância nos equipamentos e demais meios de comunicação. O Sistema apresentará alta velocidade de comunicação. Por exemplo, para gerenciar medidores, será necessário apenas um receptor de dados na Sabesp denominado Front-End, capaz de receber todos os dados em torno de 60 minutos. Com o Sistema de Telemedição por linha telefônica o tempo gasto seria em torno de 24 horas utilizando 300 linhas para realizar a comunicação dos dados. Supondo que cada usuário possua 3 entradas, com acúmulo de dados a cada 60 minutos e comunicação com o satélite a cada 24 horas, temos: Tabela 3 - Custo de Instalação Quantidade Equipamento/Despesas Custo ( R$ ) 334 Transceptor , VM ,00 01 Front-End , Hidrômetros 300 m³/d ,00 Mão de obra ,00 Total ,00 Custo de Instalação por ponto R$ 1.143,73 Tabela 4 - Custo Operacional Quantidade Equipamento/Despesas Custo ( R$ ) 01 Mensalidade RENPAC 500, Comunicação mensal 4.500,00 02 Funcionários 5.000,00 Total ,00 Custo de Instalação por ponto R$ 10,00/mês Tabela 5 - Projeção para pontos Custo de instalação por ponto R$ 1.131,00 Custo de operação por ponto R$ 5,00/mês Figura 2 - Esquema simplificado de comunicação Via Satélite. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2132

9 Figura 03 Gráfico do ar condicionado da Choperia Continental - Pinheiros com vazamento. Figura 04 Gráfico ar condicionado Choperia Continental Pinheiros Sem vazamento REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. World Water Resources; Population and the Future of Renewable Water Supplies; Groundwater U.N Documents ( Schlumberger Integrated Water Solutions Agosto/98) 2. The M-Bus. A Documentation Versão de novembro de Autores: Andreas Papenheim, Dipl. Phys.Ing.; Cartens Bories, Dipl. Phys Ing.; Ziegler, Prof. Dr. - Universidade de Paderbom Alemanha 3. Catálogos Técnicos das empresas: ABB-NANSENS (brasil), TELDATA (Estados Unidos), Hydrometer (Alemanha) e MEINECKE (Alemanha) 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2133