O ar e a sua influência na medição do consumo de água

Autores: Elton J. Mello e Rubens de Leão Farias
Fonte: 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Anais. 2001, João Pessoa/PB.

RESUMO

Em condições normais de abastecimento e sob o ponto de vista da medição do consumo dos ramais prediais, a presença de ar nas redes públicas de água é desprezível, mas em determinadas situações extraordinárias, ocorre o ingresso de volumes significativos de ar no sistema, que podem alterar esta situação.

Este ar atravessando o hidrômetro é registrado e a determinação da sua interferência no consumo medido é o objetivo principal dos estudos que o DMAE e a CORSAN vêm realizando desde 1997, através da utilização de dispositivos eliminadores de ar em testes de campo.

Os resultados alcançados têm demonstrado que o emprego destes dispositivos na rede pública de Porto Alegre, não apresenta nenhum benefício significativo ao usuário, ou mesmo protegem o medidor de água quanto a danos quando submetidos às elevadas velocidades de passagem do ar.

Aliada a estes resultados, a possibilidade de contaminação da rede pública, nos casos de alagamentos dos locais onde estão instalados, torna inviável a aplicação prática desses equipamentos.

Entre as conclusões que este estudo tem permitido chegar ao longo de seu desenvolvimento, a mais importante é de que a solução definitiva e não paliativa para a interferência do ar na medição do consumo, compete exclusivamente às empresas de saneamento, através de investimentos para reduzir a intermitência no abastecimento de água, seja pela substituição de redes esclerosadas, seja pela ampliação de sistemas de distribuição deficientes, isto é, atacando a causa e não a conseqüência.

INTRODUÇÃO

Sabe-se que o ar presente na rede de um sistema de distribuição de água, quando do retorno do abastecimento após uma interrupção, pode alterar o valor do consumo registrado pelo medidor.

A presença do ar em canalizações, que aduzem ou transportam líquidos, é um fenômeno previsível sob o ponto de vista hidráulico. Todavia seus efeitos, positivos ou negativos, ainda não são totalmente conhecidos.

No caso específico de adutoras e redes de distribuição de água, projetistas e operadores de sistemas utilizamdispositivos que retiram e/ou incorporam ar em função do efeito que se deseja no trecho considerado.

Muitas vezes os dispositivos projetados para efetuarem o controle automático da entrada e saída de ar nas tubulações troncais de distribuição não estão cumprindo com sua função, principalmente devido a alguns fatores, dos quais citamos os principais:

• Os dispositivos controladores não são instalados na quantidade e posições adequadas durante a execução da rede de distribuição.
• Quando ocorre uma ampliação ou reforço do sistema de distribuição existente, a posição e o número de equipamentos deveriam ser reestudados, o que raramente acontece.
• Normalmente, não é efetuada manutenção preventiva nos equipamentos existentes.

Quando estivermos diante de qualquer uma das circunstâncias acima, é provável que grande parte do ar contido na tubulação tenha as ligações domiciliares como opção de entrada e saída do sistema. Evidentemente, quando os fatores forem combinados, espera-se uma potencialização dos seus efeitos.

Assim, a influência deste ar na medição do consumo ocorre nos dois sentidos, ou seja, positivamente, adicionando uma parcela ao registro do medidor, quando do retorno do abastecimento d’água, e negativamente, subtraindo uma outra quantidade do volume totalizado, quando da interrupção do suprimento. O resultado final desta influência sobre o consumo medido e faturado é, no entanto, ainda desconhecido.

Por outro lado, devido a suspeita de que todos os consumidores estariam pagando ar na sua conta de água, inventores têm desenvolvido dispositivos para eliminar o ar aprisionado nas ligações prediais, antes de ser contabilizado pelo medidor.

Estes dispositivos, denominados de válvulas eliminadoras ou expulsoras de ar, têm sido apresentados à população como solução para o problema. Iniciativas promovidas por diferentes entidades, inclusive legisladores com o intuito de protegerem os seus eleitores, pretendem obrigar a instalação destes equipamentos junto aos medidores de água, sem um completo conhecimento e domínio da real influência do ar nas medições.

OBJETIVO GERAL

Com o intuito de evitar que se implantem medidas, que possam causar prejuízos às empresas de água e aos próprios consumidores, este trabalho pretende avaliar o real comportamento da medição do consumo de água, quando submetida à presença do ar e, também, as alternativas existentes para minimizar ou eliminar os efeitos, que forem constatados.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Observar e medir os efeitos da movimentação do ar na totalização dos volumes fornecidos aos usuários;
• Testar e medir a eficiência dos dispositivos controladores de ar na rede de distribuição;
• Testar, medir e comparar, através de experimentos de campo, os consumos registrados por hidrômetros, com e sem válvulas eliminadoras de ar.

Baixe aqui o trabalho completo e veja a apresentação com imagens de campo.

Bacia sanitária integra lavabo e sistema de reúso de água cinza

Conheça os elegantes e devidamente integrados lavabo e sistema de água cinza, integrados de forma elegante com uma bacia sanitária.

Seu design suave abriga um estiloso sistema próprio de reúso da água cinza que é capaz de reduzir o uso de água em até 25% em relação a uma bacia sanitária standard com descarga dupla de 6/3 litros. O sistema, denominado W+W (washbasin + waterclose), utiliza a “tecnologia de reúso de água” da Roca, e também possui um sistema de limpeza automática, que evita a descarga de bactérias para o reservatório da unidade, reduzindo os desagradáveis odores.

Via [treehugger, Roca]

Via águaonline: EUA usam menos água do que consumiam há 35 anos

Os EUA estão usando menos água de que consumiam há 35 anos durante o período de pico de 1975 e 1980, de acordo com estimativas para 2005. Apesar de a população ter crescido 30% nos últimos 25 anos, o uso da água permaneceu relativamente estável de acordo com um novo relatório da U.S. Geological Survey.

Abastecimento público: 11%;
Irrigação 31%;
Energia termoelétrica: 49%;
Uso doméstico: 1%.

Leia a matéria completa em Água Online – Revista Digital da Água, do Saneamento e do Meio Ambiente.

Livro incentiva discussão sobre gestão das águas no ensino público

“Pacto das Águas” é o nome da cartilha elaborada pelo Sindicato de Trabalhadores Rurais de Aripuanã, por meio do Projeto União dos Povos da Floresta para as proteção dos rios Juruena e Aripuanã voltada a levar informações às escolas de ensino fundamental das comunidades que moram às margens desses rios. O material objetiva incentivar a discussão em relação à gestão das águas na região entre jovens indígenas, seringueiros e agricultores, para que possam pensar com as suas comunidades  diferentes formas de cuidar das águas por meio da conservação da floresta em pé.

Com apoio do Programa Petrobras Ambiental, o livro trata da importância da água na vida das comunidades, os principais problemas relacionados aos seus usos e as leis e estratégias para que o povo da floresta participe na gestão dos recursos hídricos da região. Dividida em quatro capítulos, com ilustrações e exercícios é contado como o povo Rikbaktsa e os seringueiros se relacionam com as águas por meio de seus mitos, histórias e lendas, a importância da conservação da floresta para manutenção da qualidade da água e suas principais ameaças. Também é apresentado um panorama sobre as leis que regulamentam o uso dos recursos hídricos no nosso país. O livro se encerra mostrando iniciativas e experiências que as comunidades estão realizando para contribuírem na preservação de suas águas e florestas.

Baixe aqui a cartilha zipada.

Via [águaonline, União dos Povos para Proteção dos Rios Juruena e Aripuanã]

A presença do ar nos sistemas de distribuição de água

Saiba como surge e como se comporta o ar no interior das tubulações de um sistema público de distribuição de água tratada e a sua movimentação pelos hidrômetros instalados nos imóveis dos usuários deste sistema.

O processo de surgimento, quando e onde ocorre a presença e a dinâmica do movimento do ar nos casos de desabastecimento de água são apresentados de maneira bastante didática nos dois primeiros minutos deste vídeo produzido pela Sabesp em 2002, como alerta à utilização de dispositivos ditos desaeradores e que se propõem a proteger os usuários das influências do ar na medição do consumo de água feita pelas companhias e serviços de saneamento.

Clique aqui para acessar o vídeo.

Coletores de umidade para obter água potável

Inspirado em A Árvore Generosa, este projeto chamado de “Broto Salvador” (Savior Bud) desenhado por Kim Hyo Jin e Seol Ah Sun é um dispositivo portátil que se conecta às folhas da árvores e, lentamente, recolhe a água. Depois de quatro horas, um copo cheio de água está pronto para beber. Em um processo simples que envolve basicamente a coleta da umidade das folhas  a partir do seu processo respiratório, esvaziando-a em recipientes, o Broto Salvador dá mais um passo em direção a condições de vida aceitáveis na África.

Como os nossos intrépidos designers observam, a África é atormentada  duas vezes pela sua situação de hidratação. Duas vezes, porque não só o seu abastecimento de água é baixo, mas a água que está disponível, geralmente, não é para o consumo humano e está poluída.

O processo é parecido com isto:

1. Encontre uma árvore de folha larga, com muitas folhas.

2. Abra o Broto Salvador como uma pinça gigante, apanhe algumas folhas e solte. O Broto Salvador deveria agora estar contendo as folhas como você vê na imagem acima, como uma espécie de estufa.

3. Em cerca de quatro horas, as folhas terão produzido cerca de um copo de água. Abrindo a parte inferior do broto como uma torneira, irá escorrer a água a ser colocada em um recipiente separado para beber.

O corpo do dispositivo de borracha de silicone garante que ele permaneça resistente ao calor, frio e corrosão. Detalhes adicionais abaixo.  

Via [ecofriend, Inhabitat, TreeHugger, YankoDesign]

Verificação das leituras de volume de água efetuadas com hidrômetros em operação

Autor: Prof. Alexandre Beluco
Fonte: Instituto de Pesquisas Hidráulicas – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Relatório. Dezembro/2008.

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RESUMO

A presença de ar em tubulações integrantes de redes de distribuição de água tratada é esperada em várias circunstâncias. O aumento da precisão dos equipamentos disponíveis para medição de vazões em domicílios atendidos por redes de distribuição de água tratada, por um lado, e um código de defesa do consumidor cada vez mais atuante e abrangente, pelo outro, fazem com que as empresas se defrontem cada vez mais com a necessidade de resolver dúvidas referentes à presença de ar em suas tubulações.

Uma pergunta então deve ser respondida: seriam necessários dispositivos desaeradores colocados a montante dos equipamentos de medição de consumo de água? Este estudo pretende contribuir verificando as medições de vazão efetuadas com hidrômetros em operação pelo DMAE e pela CORSAN, em atendimento a uma demanda apresentada pela Promotoria de Justiça de Defesa do Consumidor do Ministério Público do estado do Rio Grande do Sul. Verificando-se não existirem diferenças significativas, não haverá necessidade de avançar em estudos sobre a presença de ar nas tubulações.

Foram efetuadas medições em oitenta economias, quarenta do DMAE, em Porto Alegre, e outras quarenta da CORSAN, na sede do município de Triunfo. Em todas as economias visitadas foram efetuadas três repetições, constituindo um conjunto de 240 (duzentas e quarenta) medições. Em 225 (duzentas e vinte e cinco) foram encontrados resultados dentro da margem de precisão exigida. Os resultados que indicaram uma diferença maior que a exigida por norma entre a leitura fornecida pelo hidrômetro instalado e a leitura obtida em campo com uma cuba graduada correspondem a menos de 6,5% do total de medições, uma quantidade portanto bastante reduzida. As diferenças obtidas acima do limite exigido podem ser devidas a vários fatores, mas é possível afirmar que não existem motivos que tornem direta a associação dessas diferenças unicamente à presença de ar nas tubulações.

INTRODUÇÃO

A presença de ar em tubulações integrantes de redes de distribuição de água tratada é esperada em várias circunstâncias. A realização de operações de manutenção na rede que envolvam a substituição de tubulações, por exemplo, garante que a retomada de operação enfrentará trechos da rede preenchidos com ar; a ocorrência de pressões negativas em trechos da rede também pode facilitar a entrada de ar nas tubulações das redes de distribuição; entre outras possíveis causas.

A bibliografia sobre o tema é muito rara, tratando principalmente sobre os efeitos negativos da presença de ar nas tubulações sobre o desempenho de estações de bombeamento e de redes adutoras do que dos prejuízos eventualmente causados aos consumidores pela “super” avaliação do consumo de água tratada. O trabalho de Mello (2001) discute o assunto e se mostra bastante conclusivo, apontando que os esforços das concessionárias em eliminar deficiências no suprimento contribuem para a eliminação de ar das tubulações.

O aumento da precisão dos equipamentos disponíveis para medição de vazões em domicílios atendidos por redes de distribuição de água tratada, por um lado, e um código de defesa do consumidor cada vez mais atuante e abrangente, pelo outro, fazem com que as empresas concessionárias se defrontem cada vez mais com a necessidade de resolver dúvidas referentes à presença de ar em suas tubulações.

Esse ambiente abre caminho para que empresas ofereçam no mercado dispositivos “desaeradores” ou “eliminadores de ar” ainda não completamente testados, prometendo eliminar da rede de distribuição de água tratada o ar presente em suas tubulações e que pode alterar a medição da quantidade de água consumida.

O problema surge exatamente aí… é viável (ou mesmo possível) técnica e economicamente incluir esses dispositivos desaeradores antes dos hidrômetros? Anterior a este questionamento, entretanto, existe outro, talvez mais importante, que é o seguinte: esses dispositivos eliminadores de ar seriam mesmo necessários?

Este estudo pretende contribuir na resposta desta última pergunta e teve o objetivo de verificar as medições de vazão efetuadas com hidrômetros em operação pelo DMAE e pela CORSAN, em atendimento a uma demanda apresentada pela Promotoria de Justiça de Defesa do Consumidor.

Pretende-se em um primeiro momento avaliar se as leituras obtidas com alguns instrumentos em operação encontram-se dentro da margem de precisão estabelecida pela Portaria n.246/2000 do Inmetro. Em caso positivo, não haverá necessidade de avançar em estudos sobre a presença de ar nas tubulações, já que terá sido verificado que não existe alteração significativa das leituras efetuadas e, conseqüentemente, não existe qualquer prejuízo aos consumidores por erros causados pela presença de ar.

Em caso contrário, caso sejam verificadas diferenças significativas entre as leituras de quantidade de água efetuadas pelos instrumentos em operação e as leituras de quantidade de água efetuadas com cubas graduadas, ainda assim não estará provado que existam quantidades respeitáveis de ar nas tubulações das redes de distribuição de água tratada, ao ponto de alterar as leituras de consumo de água.

Em caso negativo, portanto, em que forem verificadas leituras de consumo fora da margem de precisão em quantidade expressiva, será necessário avançar na investigação sobre os motivos dessas eventuais diferenças, identificar a parcela dessas diferenças que poderia ser atribuída à presença de ar nas tubulações e, finalmente, estabelecer meios para reduzir essa diferença. Um dos meios que pode vir a ser considerado é o uso de desaeradores instalados a montante dos medidores de consumo de água.

O próximo capítulo estabelece o objetivo deste trabalho e o capítulo seguinte descreve a metodologia empregada em sua execução. Na seqüência são apresentados os resultados obtidos e o último capítulo apresenta as conclusões.

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Baixe aqui o relatório completo.

Avaliação da influência de um equipamento eliminador de ar na medição do consumo de água

Autores: Robert Schiaveto de Souza, Mauro Polizer, Manoel Afonso Costa Rondon, Luiz Augusto Araujo do Val e Jorge Gonda
Fonte: 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Anais. Campo Grande/MS. Setembro/2005.

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Uma rede de distribuição de água é a parte do sistema de abastecimento formada de tubulações e órgãos acessórios, destinada a colocar água potável à disposição dos consumidores, de forma contínua, em quantidade e pressão recomendadas. A rede deve ser projetada hidraulicamente para as vazões de dimensionamento, verificando-se os limites de pressão fixados.

A presença de ar em canalizações que transportam líquidos, é um fenômeno prognosticável sob o ponto de vista hidráulico. Todavia, a sua quantificação é difícil em decorrência do elevado número de variáveis intervenientes.

A diferença das cotas piezométricas de dois pontos, é a grandeza física responsável pela movimentação da água nos sistemas de distribuição, desde a sua origem no reservatório até os pontos extremos da rede. Quando a pressão no interior da tubulação é maior que a atmosférica, a pressão é positiva. Caso contrário, quando os valores são menores, a pressão é negativa. Pressões positivas ao longo de um sistema de distribuição de água significam condições de abastecimento normais. Nessa condição não ocorre entrada de ar. Quando as pressões na rede de distribuição tendem a valores negativos, o ar entra no sistema através dos dispositivos controladores (incluindo reservatórios dos sistemas), ou se utilizando pontos de consumo abertos (torneiras bóia ou de jardim), ocupando espaços deixados pela água. Neste último caso, o ar circula pelo medidor, o que pode ocasionar um acréscimo ou diminuição do volume medido, uma vez que ele marca e desmarca os volumes totalizados, dependendo da orientação do fluxo. Portanto, o ar presente na rede de distribuição de água, após uma interrupção, pode alterar o valor do consumo registrado pelo medidor.

A presença de ar na rede de distribuição de água à população é uma questão há muito tempo referenciada na literatura específica. A Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, tem recomendado a instalação de ventosas em pontos estratégicos nas adutoras que alimentam a malha de distribuição, tendo por finalidade purgar o ar eventual existente na rede (NBR 12218). O sistema de distribuição de água deve trabalhar de forma pressurizada em tempo integral, não abrindo espaço para a presença de ar.

Em condições normais de abastecimento e sob o ponto de vista da medição do consumo nos ramais prediais, a presença de ar nas redes públicas de água é desprezível, salvo situações eventuais em que ocorre o ingresso de ar no sistema. Por razões de manutenção da rede ou em situação extrema de desabastecimento pode ocorrer a admissão de ar na rede. O primeiro caso, é pouco freqüente, mas são eventos sem controle e que provocam o desabastecimento temporário de determinado trecho da rede, esvaziando a tubulação e permitindo a entrada de ar. O segundo caso, ocorre quando num sistema de distribuição a demanda é maior que a capacidade instalada, havendo uma perda gradual da carga piezométrica, a começar pelos pontos mais elevados e o ar flui para os pontos de pressão negativa, preenchendo os espaços deixados pela água. Em ambos os casos, o ar pode ser introduzido nas tubulações utilizando-se das ligações domiciliares.

Eventualmente, os dispositivos projetados para efetuarem o controle automático da entrada e saída de ar nas tubulações de distribuição não estão cumprindo com sua função, principalmente devido a alguns fatores:

• dispositivos controladores em quantidade e posições inadequadas na rede de distribuição.
• ampliação ou reforço do sistema de distribuição sem reestudo da posição e do número de equipamentos.
• manutenção insuficiente dos equipamentos.

Quando qualquer uma das circunstâncias acima ocorre, é provável que grande parte do ar contido na tubulação tenha as ligações domiciliares como opção de entrada e saída do sistema. Evidentemente, quando os fatores forem combinados, espera-se uma potencialização dos seus efeitos. Assim, a influência deste ar na medição do consumo ocorre nos dois sentidos, ou seja, negativamente, subtraindo uma quantidade do volume totalizado, quando da interrupção do suprimento, e positivamente, adicionando uma parcela ao registro do medidor, quando do retorno do abastecimento d’água. O resultado final desta influência sobre o consumo medido e faturado é o objeto desta pesquisa.

Devido a suspeita de que os consumidores estariam pagando ar na sua conta de água, inventores têm desenvolvido dispositivos para eliminar o ar aprisionado nas ligações prediais, antes de ser contabilizado pelo medidor. Estes dispositivos, eliminadores de ar, têm sido apresentados à população como solução para o problema. Iniciativas promovidas por diferentes entidades, inclusive legisladores, com o intuito de protegerem os consumidores, estudam a aprovação de leis que permitam a instalação destes equipamentos.

Diante destas considerações, foi firmado um convênio de parceria entre a Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – UFMS, a Fundação de Apoio à Pesquisa, ao Ensino e à Cultura – FAPEC e a empresa Águas Guariroba S/A, visando um maior conhecimento do comportamento do dispositivo eliminador de ar, através de testes de campo, relativa a sua influência na medição do consumo de água na rede de distribuição de Campo Grande.

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Baixe aqui o trabalho completo.

Avaliação do desempenho de eliminadores de ar em redes de distribuição de água

Autor: Marcelo Libânio
Fonte: Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais – Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos. Belo Horizonte/MG, fevereiro/2004.

INTRODUÇÃO

A presença de ar nas redes de distribuição de água tem acarretado intensa controvérsia no meio técnico no que concerne a uma possível majoração nas contas dos consumidores. As ocorrências desabastecimento, de descargas da rede, e o posterior retorno do abastecimento, provocam a intrusão do ar no interior das tubulações que, dependendo da localização da residência, pode também favorecer o retorno do ar que penetra através das torneiras ou mesmo das bóias dos reservatórios.

No bojo desta questão surgiram há alguns anos equipamentos específicos para, no primeiro caso, eliminar o ar misturado à água. Tais equipamentos apresentam princípio de funcionamento similar ao das ventosas, extensivamente empregadas nos pontos altos das adutoras.

OBJETIVOS

Objetivo Geral

O objetivo geral da pesquisa consistiu em avaliar o desempenho de eliminadores de ar quando instalados em padrões de ligação de água.

Objetivos Específicos

1. Avaliar o comportamento dos eliminadores em condições de desabastecimento;
2. Avaliar o comportamento dos eliminadores quando  submetidos a submersão por ocasião de alagamentos.
3. Avaliar o comportamento dos eliminadores quando submetidos a pressões positivas e negativas de operação.

Baixe aqui o trabalho completo.

Conservação da água: Uma decisão de simples escolhas

Com sede? Assim está todo o mundo, também. Estamos encaminhando-nos para uma escassez de água.

Sabemos que todos nós usamos mais água do que precisamos e, certamente, mais do que deveríamos estar usando.  E nós sabemos que uma crise mundial da água está sobre nós.

A única coisa óbvia a fazer é reduzir nosso consumo de água, certo? GOOD tem um grande vídeo de curta duração mostrando que pequenas escolhas a cada dia somam grandes economias no departamento de água. Algumas das sugestões são surpreendentes!

Veja aqui como escolhas simples diárias podem reduzir o uso de água em até 5.514 litros (1.213 galões). Um vídeo de Transparency GOOD.

Via [TreeHugger, GOOD]