Distribuir a água de maneira mais igualitária a 28% da população brasileira, com o intuito de garantir a segurança hídrica de mais de 12 milhões de pessoas em 390 municípios do Nordeste, gerando o menor dano ambiental possível. Este é o objetivo do Ministério Nacional da Integração com o projeto de transposição das águas do rio São Francisco, para o qual o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) deu sua contribuição com uma técnica de medição de vazão especializada, capaz de assegurar que a retirada das águas do Velho Chico será feita não só de maneira consciente, como sem desperdício de energia.
Pesquisadores trabalharam na medição de vazão de bombas de mais de 100 toneladas
As primeiras medições foram realizadas em duas das nove estações de bombeamento do projeto, nos municípios de Cabrobó e Petrolândia, em Pernambuco. Seguindo as determinações do ministério, as empresas fabricantes das bombas responsáveis pela retirada da água do rio e sua transposição em aquedutos deveriam apresentar e executar projetos de construção cuja eficiência energética fosse de 86% – um número considerado alto e raro em se tratando de máquinas de fluxo nestas dimensões. Em serviço contratado pela multinacional Sulzer, a missão dos profissionais do Centro de Metrologia Mecânica, Elétrica e de Fluidos do IPT foi medir a vazão nas tubulações associadas a quatro bombas nas duas estações, a fim de checar se os valores encontrados correspondiam aos exigidos pelo ministério.
“A Sulzer já havia tentado duas técnicas de medição de vazão que não funcionaram, porque o nível de incerteza dos procedimentos empregados era alto, da ordem de 5 a 15%. Na área de fluidos, e em obras desse porte, isso gera resultados inconclusivos. A técnica do IPT, da forma como foi proposta, era desconhecida da empresa, mas consagrada no laboratório, e a incerteza das medições girava em torno de apenas 2%”, explica o engenheiro e pesquisador Nilson Massami Taira.
A técnica de medição de vazão de fluidos por pitometria consiste na medição, em uma seção transversal da tubulação, da velocidade de escoamento do fluido (no caso, a água) através da diferença entre a pressão dinâmica (que representa o aumento de pressão quando o fluxo do fluido é interrompido) e a pressão de estagnação (pressão que ocorre num ponto de estagnação do escoamento). Este método é bastante conhecido na área de fluidodinâmica, sendo muito utilizado na aeronáutica, por exemplo. Porém, o uso nesse tipo de sistema, em que as tubulações têm cerca de 2,3 metros de diâmetro, com bombas de 100 toneladas e 7.500 HP de potência, é fruto de uma capacitação do IPT que, diferentemente do mercado, aplica a técnica há mais de 20 anos com sucesso.
Sérgio Mendes, gerente de produção da Sulzer, destaca que, apesar de a multinacional já ter trabalhado com a técnica junto a uma universidade, a metodologia aplicada pelo Instituto foi fundamental para o êxito dos resultados. “Foram introduzidas inovações para diminuir as incertezas de medição, como duas conexões na tubulação e a análise e correção do perfil de velocidade do fluido com um software. Com isso, obtivemos um resultado confiável e próximo da hidráulica das bombas”, ressalta.
MENOS INCERTEZA, MAIS CONSCIÊNCIA – Taira conta que, nos anos 2000, foi realizada a transferência dessa tecnologia para a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp), que implantou e aplica esta metodologia de medição de vazão em todas as unidades de negócios no estado de São Paulo. “Desde então, fizemos melhorias importantes: incorporamos conceitos de metrologia que a técnica não possuía, novas tecnologias de instrumentação, sistemas de tratamento de dados e novas formas de comunicação usando tecnologias digitais”, elenca o pesquisador.
Estação de bombeamento do projeto de integração do rio São Francisco, em Pernambuco
Um projeto de capacitação atual do IPT busca diminuir ainda mais o nível de incerteza do procedimento: com a inclusão de novas ferramentas de modelagem e simulação, ele deve chegar a 1%. Segundo Taira, a importância da aplicação da técnica está na possibilidade de comprovar que o uso de recursos, como no caso da transposição do rio São Francisco ou da retirada das águas do Sistema Cantareira, está correta nos projetos de construção das obras e, portanto, não compromete o meio ambiente além do limite aceitável pelos órgãos reguladores. “Ao fornecermos valores de medição mais precisos, como essa técnica oferece, torna-se viável comprovar a eficiência energética de um sistema”, ressalta.
A comprovação da excelência dos projetos viabiliza a criação de demandas e execuções mais conscientes, como a exigência do ministério em relação aos recursos do São Francisco e as bombas da Sulzer, que atendem aos requisitos e terão que passar apenas por pequenas modificações, já previstas pela empresa, mas confirmadas e quantificadas a partir da atuação do IPT. Taira enfatiza que melhores medições garantem, no presente e no futuro, a otimização de processos, a diminuição do uso de recursos e a sofisticação da gestão ambiental.
