COMO SELECIONAR SOLUÇÕES DE MONITORAMENTO DE NÍVEL DE ESGOTO
Sep 06, 2023| COMO SELECIONAR SOLUÇÕES DE MONITORAMENTO DE NÍVEL DE ESGOTO
Sensores de nível de esgoto são os “olhos e ouvidos” das concessionárias de água para verificar o que está acontecendo em seu mundo subterrâneo. Até recentemente, enormes estruturas de esgoto eram planejadas e deixadas sem vigilância, à espera de alguma falha catastrófica. Hoje em dia, cada vez mais empresas de serviços públicos e governos locais monitorizam de perto as suas dispendiosas infra-estruturas. Alguns dos benefícios do monitoramento do nível de esgoto são:
▪ Pré-detecção de condições de bloqueio
▪ Enviando equipes de manutenção para o lugar certo na hora certa
▪ Prevenir eventos catastróficos ambientais, como derramamento de esgoto urbano
▪ Contabilização e custeio das águas residuais dispensadas pelas plantas industriais
▪ Auxílio no planejamento de linhas de esgoto de longo prazo com base em perfis de uso reais
Este breve artigo de instruções é uma diretriz para concessionárias que planejam implementar soluções de monitoramento de nível de esgoto. Quatro questões importantes são discutidas neste artigo e listadas abaixo:
▪ Durabilidade da solução candidata
▪ Operação em ambiente de atmosfera explosiva
▪ Comunicação e registro de dados
▪ Dados de medição disponíveis
1. Durabilidade
Os componentes do sistema instalados nos esgotos devem resistir a condições ambientais severas. No topo da lista de ameaças hostis estão:
▪ Falha física
▪ Penetração de fluidos e umidade
A falha física pode ter origem na interferência de sólidos de esgoto no mecanismo de medição. Este tipo de falha é mais aparente com sensores submersos, como flutuadores mecânicos e sensores de pressão. O uso de sensores sem contato, como radar ou sensores ultrassônicos, reduz a taxa de falhas físicas, mas não elimina necessariamente essas falhas. Em particular, quando o esgoto transborda, substâncias de vários tipos podem aderir ao sensor sem contacto e bloquear a sua face radiante.
A penetração de fluidos pode causar falha irreversível do sistema. Portanto, é necessária uma taxa de vedação muito alta. As taxas formais de vedação IP68 (ou NEMA 6P) não são suficientes em ambientes de esgoto. A combinação de fluxo líquido, produtos químicos e gases reativos são condições normalmente não testadas em verificações laboratoriais da taxa de vedação IP68 (NEMA 6P).
Resumo: Ao verificar a adequação das soluções de monitoramento de esgoto, na categoria durabilidade, dê preferência a sensores sem contato instalados no alto do esgoto. Procure também mecanismos de vedação de suporte adicionais, como vedação dupla ou manutenção preventiva programada e abrangente garantida.
2. Gases explosivos
Podem existir gases explosivos em alguns locais de esgoto. O metano é um gás típico que pode ser encontrado em esgotos subterrâneos. Dadas as concentrações adequadas de gás, uma faísca pode inflamar o gás, causando sua explosão. A solução de monitoramento de esgoto deve ter uma opção para uso seguro em atmosferas explosivas. Os requisitos adicionais para um sistema seguro contra explosivos aumentarão o preço e também poderão reduzir o desempenho. Portanto, os sistemas padrão são preferidos em locais de esgoto onde não há ameaça de gases explosivos. Os sistemas que podem ser utilizados com segurança em atmosferas explosivas devem ser acompanhados de uma certificação adequada de um ou mais organismos de normalização internacionais ou locais. As certificações mais reconhecidas são:
▪ ATEX (norma europeia)
▪ FM (padrão americano)
▪ IECEx (Internacional)
No entanto, outros regulamentos locais podem ser aplicados, tais como:
▪ NEPSI (China)
▪ GOST (Rússia)
Os métodos de proteção variam: desde invólucros à prova de explosão até circuitos eletrônicos Intrinsecamente Seguros. É importante observar que a certificação deve ser válida para o sistema como um todo. A implantação de componentes do sistema, onde cada componente é certificado individualmente, não garante que a solução completa seja certificada.
3. Comunicações e registro de dados
As informações geralmente são extraídas do sensor de esgoto de uma das seguintes maneiras:
▪ Registro local acompanhado de visitas periódicas ao esgoto para download de dados
▪ Transmissão sem fio do tipo Rádio RF
▪ Transmissões sem fio do tipo Celular
O registro local é uma técnica confiável, pois não envolve comunicações sem fio. Os registradores locais aumentam os custos do sistema, mas geralmente não tanto quanto os transmissores sem fio e a infraestrutura de comunicação. A principal desvantagem é o manuseio extra e o envolvimento humano no download dos dados de registro. Esse envolvimento aumenta os custos e está sujeito a erros.
As transmissões sem fio são classificadas de acordo com sua infraestrutura de comunicação. O uso de infraestrutura de rádio RF envolve infraestrutura de comunicação dedicada e o uso de frequências de RF regulamentadas. As frequências permitidas para esta aplicação podem diferir em diferentes países. Em alguns casos, a infraestrutura de comunicação RF é uma estrutura de dois níveis onde o sensor em campo transmite para um hub local e o hub transmite (por fio ou sem fio) para um local central. A principal vantagem das soluções baseadas em rádio RF é a confiabilidade e a cobertura personalizada. A principal desvantagem é a necessidade de configurar uma infraestrutura dedicada e os desafios de regulamentação local.
Uma alternativa às transmissões de rádio RF é o uso de uma infraestrutura celular existente. A grande vantagem deste esquema provém do aproveitamento de uma infra-estrutura de comunicação existente, reduzindo assim os custos. Os esgotos estão normalmente localizados em áreas urbanas onde a cobertura celular é boa. A desvantagem do uso de comunicações celulares é aparente em esgotos profundos ou fechados metalicamente. Nestes locais, ou locais onde as estruturas envolventes são estruturas combinadas de betão/metálicas, a cobertura celular subterrânea pode ser baixa ou inexistente. Antenas externas podem, em alguns casos, contornar estes problemas.
4. Dados de medição
Os sensores de nível de esgoto não estão necessariamente limitados a medições de nível. Dados adicionais podem expandir as capacidades do sensor:
▪ Nível
▪ Fluxo
▪ Temperatura
▪ Outros sensores do tipo genérico
As informações do nível de esgoto são vitais para identificar condições de transbordamento, bloqueios, uso excessivo de tubulações, planejamento de longo prazo e muito mais.
Os dados de fluxo de esgoto (por exemplo, em termos de metro cúbico por hora) e os dados de volume de esgoto (em termos de metro cúbico) são um bloco de informação adicional. As informações de fluxo podem ser extraídas das informações de nível em um dos dois métodos:
▪ Utilização de calhas ou açudes dentro das tubulações de esgoto ou sob bueiros
▪ Uso da fórmula de Manning
A detecção de temperatura também amplia a utilidade do sistema. O aumento de temperatura a curto prazo pode indicar, por exemplo, que resíduos industriais são despejados no esgoto.
Finalmente, a capacidade de conectar sensores adicionais através de algum protocolo padrão pode aumentar ainda mais a eficácia do sistema. Esses outros sensores podem ser do tipo químico (como PH) ou biológico. Contudo, deve-se notar que sensores independentes, prontos para serem conectados a um terminal de uso geral, raramente estão disponíveis no mercado.