a otimizaÇÃo da operaÇÃo vxiii congresso brasileiro de Águas subterrÂneas – bh – 2014...

A OTIMIZAÇÃO DA OPERAÇÃO

VXIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS –

BH – 2014

Geólogo José Paulo G. M. Netto

Exemplo de Recuperação

de Investimentos

• Poço R$ 50.000,00• Licenças R$ 10.000,00• Bomba R$

18.000,00• Cloração ( implantação) R$ 1.500,00• Obras complementares R$

5.500,00TOTAL ESTIMADO R$

85.000,00

Vazão de Produção 5,0 m³/hTempo de operação 600 h/mêsVazão Mensal produzida 3.000 m³/

mês

• Custo com Cloração R$ 700,00• Estimativa de manutenção no

Poço e bomba (cada 18 meses) R$ 400,00• Análises de Água ( 4 Anexo I +

02 Tabela I,VII, X da 2.914)(*) R$ 800,00• Energia Elétrica R$ 1.000,00

(*) Engloba custos fixos independente da vazão

Só água = deve pagar o esgoto

Resumo dos Exemplos

Conceitos

SoloNível Estático (NE)

Souza, J.C.S. modificado Martins Netto, 2009 Abes

Solo

NÍVEL DINÂMICO (ND)


Solo

REBAIXAMENTO (S)S = ND -NE


Solo

CONE DEREBAIXAMENTO


É um parâmetro usado normalmente na definição da

capacidade de produção dos poços.

Capacidade Específica (Q/S)

(Q/s) em (m³/h/m)

Fonte: Feitosa, F.A.C., 2008

Exploração em Regime de Interferência

r

12

Fonte: Feitosa, F.A.C., 2008

Interferências múltiplas entre poços

Equipamentos de Exploração

Especificação de Compra de BombasCaracterísticas do Sistema: • Quantidade de areia, temperatura da água e análise

físico química.• Vazão necessária que a bomba deverá recalcar.• Altura manométrica total.• Perdas de carga em tubulações (ᴓ tubulação, conexões,

válvulas)• ᴓ do revestimento do poço, NE, ND e profundidade

Curva da Bomba

(Q) - Vazão

(H) – Altura Manométrica

Curva do Sistema

Ponto de Trabalho

SHUT OFF

Especificação de Compra de Bombas

Fatores Relevantes: • Buscar o rendimento máximo do conjunto

bombeador para o ponto de exploração (HMT e Q)

• Acompanhar quedas de vazão para que não ocorram reduções na eficiência do conjunto, com consequente aumento do consumo de energia elétrica

• Calcular o consumo de energia ao longo do tempo e aplicar este fator no preço do conjunto bombeador

• Trabalhar com materiais adequados (inox,ferro fundido)

• Confiabilidade e prazo para manutenções

BOMBAS LEÃO S.A.

Eficiência dos Conjuntos

Bombeadores

Testes de Vazão

poço: Produtor nº poço: 01 município: São Paulo

contratante: Ed. Grand Palais local: São Paulo

tipo de teste: 2 REBAIXAMENTO

EQUIPAMENTO DE BOMBEAMENTO

tipo: Bomba Submersa marca: Ebara potência (cv):

diam.(pol.): 6 nº estag.: prof.crivo (m): 150

prof. N.E.(m):(solo) 83,62 referência de medidas: 1,70

início término

data: 02/09/2008 hora: 10:30 data: 03/09/2008 hora: 10:30

hora t (min) N.D.(m) Q (l/h) s med (m) T ( seg) observações

10:30 0

10:31 1 91,41 12,0 7,79 30

10:32 2 98,77 10,3 15,15 35

10:33 3 105,60 8,8 21,98 41 água limpa

10:34 4 110,18 8,4 26,56 43

10:35 5 115,59 8,0 31,97 45

10:36 6 119,91 7,2 36,29 50

10:37 7 123,65 40,03

10:38 8 126,64 7,1 43,02 51

10:39 9 129,82 46,20

10:40 10 132,42 48,80

10:42 12 137,19 6,8 53,57 53

10:44 14 141,11 6,4 57,49 56

10:46 16 143,16 6,1 59,54 59 Fechando registro

10:48 18 143,42 59,80

10:50 20 143,62 4,1 60,00 87 Regulando vazão

10:55 25 143,38 4,5 59,76 80

11:00 30 143,46 4,4 59,84 82

11:05 35 143,30 4,4 59,68 82 Regulando vazão

11:10 40 142,96 4,5 59,34 80

11:20 50 143,00 4,5 59,38 80

11:30 60 142,76 4,4 59,14 82 Regulando vazão

TESTE DE BOMBEAMENTO

Planilha de teste

Exemplos

Test Date 27/mai/08Pumping Duration 1620,00Nivel estático 4,56Vazão Bombeamento(m3/h) 496,00Distancia do poço (m) 20,00Taxa Bombeamento(m3/s) 0,1378

Time Since WaterPumping Level DrawdownStarted s'(min) (m) (m)

1 6,138 1,582 7,623 3,063 8,04 3,484 8,338 3,785 8,582 4,026 8,757 4,198 9,042 4,48

10 9,273 4,7112 9,444 4,8815 9,65 5,0920 9,938 5,3825 10,185 5,6230 10,34 5,7840 10,631 6,0750 10,88 6,3260 11,065 6,5070 11,236 6,6780 11,39 6,83

100 11,648 7,09120 11,828 7,27150 12,092 7,53180 12,273 7,71240 12,565 8,00300 12,796 8,23360 12,97 8,41420 13,097 8,53540 13,361 8,80600 13,473 8,91660 13,59 9,03720 13,698 9,14780 13,793 9,23840 13,893 9,33960 14,053 9,49

1080 14,151 9,591200 14,261 9,701320 14,374 9,811440 14,472 9,911620 14,694 10,13

Transmissivity (m2/h) 38,96 2,33Transmissivity (m2/s) 0,010821173 Y Intercept 2,37

Storativity 4,75E-04 r 1,00t intercept 7,8

ANALYSIS OF DRAWDOWN USING JACOB METHOD

Exemplos de Interpretação de teste de bombeamento

Martins Netto, 2009 ABES

ANALYSIS OF DRAWDOWN USING THEIS METHOD



1 10 100 1000 10000 100000 10000000,1

1

10

100GRÁFICO DA FUNÇÃO DE THEIS

W(u

)

1/u

1 10 100 1000 100000,1

1

10

r = 0,05 m

r2 = 0,0025 m2

u = r2.S/4T.t

S = 4.T.t.u/r2

S = 4.11,3.10 /0,0025.60.819093S = 0,00368

Q = 14,2 m3/hT = Q.W(u)/4.sT = 14,2.10/4.1

T = 11,3 m2/h

s = 1 mt = 10 min

Ponto coincidenteW(u) = 10

1/u = 819093

Método da superposição de Theis para cálculo dos parâmetros hidrodinâmicos do aqüífero sedimentar no local do Poço "Radial" em Boiçucanga, São Sebastião.

Curva de rebaixamento do Poço "Radial" em Boiçucanga

Reb

aixa

men

to (

m)

Tempo (minutos)



GRÁFICO s/Q x Q

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0 20 40 60 80 100 120 140 160

s/Q (m/m3/h)

Q (m3/h)

B

C = tg

Bianchi Netto, 2009 ABES modificado Martins Netto, 2010

Equação característica do poço

s=BQ + CQ2

Temos pelo gráfico:

B = 0,1564 C = 0,00027430

s = 0,1564 x Q + 0,00027430 x Q x Q

Opção 1 – Vazão de 120 m3/h.

s = 0,1564 x 120 + 0,00027430 x 120 x 120

s = 18,767 + 3,94992

s = 22,71 m

Nível Dinâmico Projetado = s + Nível estático

ND = 22,71 + 63,11 = 85,82 m


Eficiência

== 1

1 + 0,00027430 x 120/0,1564

S = BQ + CQ2

Temos pelo gráfico:

B = 0,1564 C = 0,00027430

e =(BQ/BQ + CQ2) x 100

e = BQ = 1

BQ + CQ2 1 + CQ/B

1

1 + CQ/Be = 0,8261 x 100

= 82,61%


Ponto Crítico

Rebaixamentos Relativamente Pequenos (Fluxo Laminar)s(m)

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120Q (m3/h)

Rebaixamentos Acentuados

(Fluxo Turbulento)PONTO

CRÍTICO

Noções de Ponto Crítico


Acesso ao local

‘

Lins é exclusivamente abastecido por água subterrânea, 68% através de 2 poços no Aquífero Guarani, 28% de 10 poços na Formação Serra Geral e 4% em 3 poços na Formação Adamantina.

Os poços do aqüífero Cristalino possuem caráter estratégico: contribuem para a adequação dos teores de flúor, que são excedentes na água captada no aquífero Guarani.

Dados

Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS

Localização dos Poços emLins- SP


Volume Produzido – P3

Dados Opeacionais 2000-2005


Dataloggers


65,0

65,5

66,0

66,5

67,0

67,5

68,0

68,5

69,0

69,5

70,0

70,5

71,0

71,5

72,0

72,5

73,0

73,5

74,0

74,5

75,0

75,5

76,0

26/12/06 0:00 27/12/06 0:00 28/12/06 0:00 29/12/06 0:00 30/12/06 0:00 31/12/06 0:00 1/1/07 0:00 2/1/07 0:00 3/1/07 0:00 4/1/07 0:00 5/1/07 0:00 6/1/07 0:00

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

ND[M] VAZÃO[M3/H]

Nível mínimo = 67,33 m

Vazão Mínima = 24 m3/h

Rebaixamento máximo = 7,51 m

PPS.3 - NÍVEL X VAZÃO - PERÍODO COMPLETO

Vazão máxima = 26,95 m3/h

NÍVEL MÁXIMO = 74,84 m

Períodos selecionados

NÍVEL x VAZÃO (P. 3) Período Completo

65

76 0

28

ND (m)Vazão(m3/h)


Conclusões

1. A metodologia e equipamentos empregados foram adequados.

2. Os regimes de bombeamento são irregulares em função do sistema de automação, com elevado número de liga/desliga dos equipamentos.

3. Os poços operam de forma ociosa, o volume captado esta abaixo do disponível.

4. Os rebaixamentos são incipientes.


Recomendações

1. Efetuar manutenções com Produtos a base de Ortofosfatos Ácidos para remoção de incrustações e manutenção das vazões.

2. Alterar o sistema de automação: aumentar o tempo de operação.

3. Reavaliar as condições de bombeamento: melhoria da capacidade de rebaixamento e consequente aumento da produção.

4. Monitoramento permanente dos poços.Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS

O Aumento da produção de água e

Recuperação de Investimentos com a

Manutenções de Poços

Resultados Obtidos em 19 Poços Reabilitados com NO RUST na SABESP

LOCAL POÇO Prof.AnoPerf.

Vazãoespecífica

ANTES

VazãoespecíficaDEPOIS

Aumento %da vazão

Específica

Caçapava P21A 203 1991 7,619 11,682 53,28

Canas P2 141 1985 1,680 2,160 28,57

Cesário Lange Fz Velha P2 151 1984 0,008 0,035 337,00

Cesário Lange Fz Velha P3 206 1989 0,038 0,056 67,85

Dolcinópolis P2 160 1979 0,500 0,800 60,00

Guararema Parateí P3 76 1999 0,214 0,313 46,26

Marabá Pta. P3 133 - 0,800 1,500 87,50

Miracatu Sta. Rita 85 1985 0,181 0,283 56,25

Orindiuva P3 252 1990 0,106 0,152 44,02

P. Bernardes P12 360 1996 0,380 0,480 24,90

Piacatu P4 150 1980 0,100 0,150 57,14

Pirapozinho P10 238 1991 0,313 0,337 8,00

Prudente P13 203 1986 0,650 0,920 41,53

S. J. 2 Pontes P2 200 1990 0,280 0,350 26,90

S. J. 2 Pontes P5 200 1995 0,230 0,270 14,80

S. Lourenço Serra Despésio 150 1981 0,056 0,120 114,01

Sete Barras Rib. Serra 150 1981 0,080 0,090 13,44

Taciba P4 220 1988 0,250 0,330 32,01

Valentim Gentil P10 390 1997 2,080 2,460 18,27

Fonte: AESABESP, 2007– Martins Netto, JPG

Aumento % da Vazão Específica após reabilitação, em 19 poços SABESP

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00C

açap

ava

Can

as

Ces

ário

Lan

ge

Ces

ário

Lan

ge

Dol

cinó

polis

Gua

rare

ma

Para

tei

Mar

abá

Pta.

Mira

catú

Orin

diuv

a

P. B

erna

rdes

Piac

atu

Pira

pozi

nho

Prud

ente

S. J

. 2 P

onte

s

S. J

. 2 P

onte

s

S. L

oure

nço

Serr

a

Sete

Bar

ras

Taci

ba

Vale

ntim

Gen

til

%


LOCAL POÇO Prof.Ano

Perfuração

Redução percentual do consumo deenergia elétrica

Caçapava P21A 203 1991 - 23,01

Canas P2 141 1985 - 8,00

Cesário Lange Fz. Velha P2 151 1984 - 33,01

Cesário Lange Fz. Velha P3 206 1989 - 45,19

Dolcinópolis P2 160 1979 - 34,63

Guararema Parateí P3 76 1999 - 14,10

Marabá Pta. P3 133 - - 43,47

Miracatú Sta. Rita 85 1985 - 22,58

Orindiuva P3 252 1990 - 18,42

P. Bernardes P12 360 1996 - 10,63

Piacatu P4 150 1980 - 6,50

Pirapozinho P10 238 1991 - 6,30

Prudente P13 203 1986 - 21,37

S. J. 2 Pontes P2 200 1990 - 6,70

S. J. 2 Pontes P5 200 1995 - 7,93

S. Lourenço Serra Despésio 150 1981 - 6,80

Sete Barras Ribeirão da Serra 150 1981 - 6,80

Taciba P4 220 1988 - 42,20

Valentim Gentil P10 390 1997 - 8,30

Redução Percentual do Consumo de Energia Elétrica após Reabilitação


Redução Percentual do Consumo de Energia Elétrica após a reabilitação, em 19 poços SABESP

-50,00

-40,00

-30,00

-20,00

-10,00

0,00

10,00

Caçap

ava

Can

as

Cesário

Lan

ge

Cesário

Lan

ge

Do

lcinó

po

lis

Gu

ararema P

aratei

Marab

á Pta.

Miracatú

Orin

diu

va

P. B

ernard

es

Piacatu

Pirap

ozin

ho

Pru

den

te

S. J. 2 P

on

tes

S. J. 2 P

on

tes

S. L

ou

renço

Serra

Sete B

arras

Tacib

a

Valen

tim G

entil

%


Estudo de caso

A Recuperação do Poço SABESP Fernandópolis P15, Com 1460 M de Profundidade Com

Ortofosfatos Ácidos

PERFIL CONSTRUTIVO ORIGINAL (1976)

Fm. Serra Geral

Fm. Botucatu/Pirambóia (Guarani)

1285 m

74 m - 25”

214 m/12.1/4”74 m Tubo de

Aço – 19”

1287 m – 9.7/8”

1460 m - 8.1/2”

1261,40 m – Rosca Esquerda

Filtros Espiralados 6”

Cimentação

74,60 m

Fm. Adamantina

Pré-filtro incompleto

SABESP –Fernandópolis - SPAntes da desincrustação química, 18.000 l/hQ/s = 0,500 m³/h/m= poço paralisado

SABESP –Fernandópolis - SPDepois -Q/s = 8,600 m³/h/m =

operação com 200.000 l/h com ND 55,00 m

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1976 vazão inicial

de teste

1993 após 1ª

intervenção

2007 com forte queda de

vazão

2008 paralisado por baixa

vazão

2009 após a

reabilitação

8,01 7,4

2,75

0,5

8,92

Capa

cida

de E

spec

[ifica

em

m³/h

/mCapacidade Específica ao longo do tempo

Resultados

Martins Netto, et al. – Silubesa 2010

0

50

100

150

200

250

300

2007 agravamento

dos problemas

2008 na paralisação

2009 após a

reabilitação

2009 possível de ser explorada com mesmo ND de

2007

102

18

210

300

Vazã

o de

pro

duçã

o em

m³/h

Produção de água antes e após os trabalhos

Resultados


2,63

1,62

0,98

2,75

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

m³ d

e ág

ua p

rodu

zida

por

Kw

con

sum

ido

Produção de água em m³ por Kw consummido

Resultados


Manutenção e Reabilitação de

Poços

Manutenção Preventiva é Mais Barata que

corretiva !

O Controle sistemático da manutenção de

máquinas e equipamentos, é considerado um ponto alto de redução de custos operacionais.

O dinheiro aplicado em programas de

manutenção é, na verdade, um investimento, que proporciona redução nos custos operacionais e grande possibilidade de retorno de investimentos.

Fatos

Um correto programa de manutenção alonga os intervalos entre as operações, além de: Aumentar a produção de água Diminuir os custos nas paralisações Reduzir o consumo de energia elétrica Melhorar a qualidade da água Minimizar custos de tratamento Alongar a vida dos equipamentos Diminui a necessidade de novas

Perfurações

As Manutenções Corretivas são realizadas em caráter emergencial, por falta de manutenções preventivas ( fora casos de raios, sobrecarga e outros acidentes), e tem custo muito superior do que as manutenções preventivas.

Usualmente não são realizadas de forma adequada, por falta de tempo ou disponibilidade de recurso.

Frequência entre Manutenções

Usualmente se adotam os critérios abaixo para a realização de manutenções preventivas:

Poços de Rocha: 18 a 24 meses Poços de Sedimento: 12 a 18 meses Manutenção das bombas: 10.000 h de

operação

Poços podem requer intervalos mais curtos.

Quem ajusta a frequência de manutenção é o próprio poço.

Metodologia e produtos incorretos implicam em redução do tempo entre manutenções e aumento de custo.

Frequência entre manutenções:

Diferenças

Diferenças

Manutenções• Trocas de bombas e tubulações• Manutenções em poços que ainda não

apresentaram problemas significativos, visando remover incrustações e não permitir o avanço dos problemas (preventivo)

Reabilitação• Processos de desincrustação química para

remoção de incrustações mais profundas, reabilitação de vazão e qualidade (corretivo)

• Intervenções em poços rompidos

PMartins Netto, J.P.G. 2009 ABES

Ferro +ferro bactérias

Deformação na tela

Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES

Variações de 7 a 10% na vazão

Mexeu no registro

Variações de 7 a 10% na vazão; mexeu no registro

Martins Netto, J.P.G. 2007

Químicos e Bactericidas

Bactericida para Poços isento de Cloro

O FERBAX é um bactericida patenteado, isento de cloro, (não gera THM) não deixa resíduos, desenvolvido para aplicações em poços e com capacidade de eliminação de ferro-bactérias.

Sua ação é imediata e eficiente pois: Mata as ferro-bactérias

Destrói o filme biológico e depósitos orgânicos Controla a formação de novas colônias

O que é o FERBAX, e sua ação

Desincrustante a base de Ortofosfatos Ácidos

É um poderoso desincrustante a base de ortofosfatos com características ácidas, desenvolvido especialmente para aplicação em poços

Sua ação é muito rápida,segura e inerte aos componentes do Poço e Meio Ambiente

Suporta operações com ar comprimido

Possui Certificados de produto não tóxico tipo DL 50 e de isenção de metais pesados

+

(-)

O que é o NO RUST

Problemas de Rompimento em

Poços

Fluxo restrito por incrustações

Rompimento

Dinâmica do Problema e Solução

Após a manutenção

Martins Netto, J.P.G. 2007

Martins Netto, 2007

Faça

Manutenções


MUITO OBRIGADOA TODOS !

Geol. José Paulo G. M. Netto

[email protected]

11 – 5096 5888

mailto:[email protected]

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