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Medição de VazãoN O T RATA M E N TO D E E F L U E N T E S

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ÍndiceIntrodução 2

Etapas do Tratamento de Efluentes 3

Proteção de Seres Humanos e Ecossistemas 4

Monitoramento Eficaz Requer Medição Exata 5

Tipos de Sensores 7Sensor de Ultrassom 7

Aplicações 8

Tecnologias 8

Como Escolher 8

Medidor Magnético de Vazão 9Sensor de Vazão Área Variável ou Rotâmetro 10Sensor de Deslocamento Positivo 11Tipo Turbina 12Sensor Tipo Vortex 13

Medidores de Nível em Efluentes 14Sensor e Controlador de Nível Ultrassônico 14Sensor de Nível Tipo Radar 15

Materiais Técnicos 16

A Omega Engineering 17

Fig. 1: ESTAÇÃO DE TRATAMENTO

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IntroduçãoCAPÍTULO 1

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 2 VISTA AÉREA DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO

Fig 3 TANQUES DE TRATAMENTO

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Etapas do Tratamento de Efluentes

CAPÍTULO 2

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. 4 ÁGUAS RESIDUAIS

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Proteção de Seres Humanos e Ecossistemas

CAPÍTULO 3

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.

Algumas das tecnologias existentes que podem ser utilizadas como método de medição são elencadas na norma NBR 13403 citada mais adiante.

Fig 5 MONITORAMENTO DE ESTAÇÃO

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Monitoramento Eficaz Requer Medição Exata

CAPÍTULO 4

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.

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1. Vazão operacional

2. Características do fluido

3. Rangeabilidade

4. Custo

5. Exatidão da medição

6. Confiabilidade do sistema

7. Facilidade de manutenção

8. Conectividade.

* 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.


A norma brasileira NBR 13403 (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:

Fig. 6: SENSOR ULTRASSÔNICO

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Tipos de SensoresCAPÍTULO 5

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).

Sensor de Ultrassom

Fig 7a - FD-400 Fig 7b - FD-613 Fig 7c - FDH-1 Series

Medidor de Vazão Doppler Ultrassônico

Medidor de Vazão Doppler Ultrassônico Portátil

Medidor de Vazão Ultrassônico Híbrido

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Tais instrumentos são capazes de medir o fluxo de líquidos e gases em um tubo.Aplicações

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.

Tecnologias

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 OMEGA Engineering Brasil (fig. 7).

Como Escolher

http://br.omega.com/pptst/FD-400.html?utm_source=PDF&utm_medium=e-Book&utm_campaign=3-wastewater

http://br.omega.com/pptst/FDH-1.html?utm_source=PDF&utm_medium=e-Book&utm_campaign=3-wastewater

Fig 8a - Série FMG3000 Fig 8b - Série FMG900 Fig 8c - Série FMG-550

Medidor de Vazão Magnético de Inserção

Medidor de Vazão Magnético de Inserção

Medidor de Vazão Magnético de Inserção Metálico

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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).

Medidores de Vazão Magnéticos


http://br.omega.com/pptst/FMG900_SERIES.html?utm_source=PDF&utm_medium=e-Book&utm_campaign=3-wastewater

http://br.omega.com/pptst/FMG-550.html?utm_source=PDF&utm_medium=e-Book&utm_campaign=3-wastewater

Fig. 10: Modelo FL-93/96/ 97/98/9900 Fig. 9: Série FLD

Medidores de Vazão de Fácil Visualização Rotâmetro de Leitura Direta

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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.

Sensor de Vazão Área Variável ou Rotâmetro

http://br.omega.com/pptst/FL-9300.html?utm_source=PDF&utm_medium=e-Book&utm_campaign=3-wastewater

Fig. 12: modelos: FPD3005 e FPD3003

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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.

Sensor de Deslocamento Positivo

Fig. 11 ENGRENAGENS DO SENSOR DE DESLOCAMENTO POSITIVO

Medidor de Vazão Tipo Deslocamento Positivo para Combustíveis e Óleos

Fig. 14: Série FTB-1400

Fig. 13: GERAÇÃO DE SINAL DE FLUXO DE TURBINAFonte: http://www.omega.com/literature/transactions/volume4/T9904-08-MECH.html#mech_3

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O medidor de turbina gira na proporção da velocidade do fluido que passa através de uma área de secção transversal conhecida no seu interior.

Tipo 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

http://br.omega.com/pptst/FTB1400_SERIES.html?utm_source=PDF&utm_medium=e-Book&utm_campaign=3-wastewater

Fig. 15: Modelo FV-505C

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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.

Sensor Tipo Vortex

Medidores de Vazão tipo Vortex

http://br.omega.com/pptst/FV500C.html?utm_source=PDF&utm_medium=e-Book&utm_campaign=3-wastewater

Fig. 6: SENSOR ULTRASSÔNICO

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Medidores de Nível em EfluentesCAPÍTULO 6

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.

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

Controlador de Nível Sem Contato Para Aplicações em Tanques Pequenos

http://br.omega.com/pptst/LVCN414.html?utm_source=PDF&utm_medium=e-Book&utm_campaign=3-wastewater

Fig. 19: Modelo LVRD501

Fig. 18: MECANISMO DO SENSOR DE NÍVEL TIPO RADAR

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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

Sensor de Nível Tipo Radar


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Materiais TécnicosCAPÍTULO 7

Referências Técnicas

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