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Telemetria de poços profundos: tecnologia e inteligência aliados ao processo

A mais recente crise hídrica que nosso país vem enfrentando influenciou para que muitos usuários partissem para a obtenção de uma fonte própria de abastecimento de água, além da franca expansão de todas as companhias de água com captação no manancial subterrâneo de poços tubulares profundos (artesianos). Nesse artigo, iremos abordar soluções em automação e monitoramento de poços, expondo melhorias e ganhos com a informatização de todo o processo.

Atualmente a PASE Hidrometria fabrica, comercializa e implanta diversas soluções para recursos hídricos. Sempre focando na qualidade e praticidade dos sistemas, resultando em ganhos para o atendimento de demandas de água de toda natureza, atendimento a condicionantes de outorga ambientais, de qualidade interna e melhoria da gestão do processo de abastecimento e gestão dos recursos hídricos.

Para muitos dos usuários, os poços profundos comumente representam um “buraco no chão” de onde sai água, porém sua dinâmica operacional é muito mais complexa do que aparenta. O aquífero subterrâneo se comporta de muitas maneiras diferentes, dada sua composição rochosa, recarga e descarga. Desta forma, a compreensão de seu comportamento local e regional implica na necessidade de determinar características hidráulicas como volume, capacidade específica, fluxo, permeabilidade, transmissividade, entre uma série de outros fatores técnicos.

A partir do momento em que o poço é concluído, realiza-se uma série de testes qualitativos e quantitativos a respeito da água produzida, úteis ao licenciamento ambiental e para produção de água e operação do poço em si. Entra em cena o monitoramento e controle operacional.

Com a expansão na cobertura da telefonia móvel, ampliando a banda de comunicação e otimizando a qualidade do sinal, muitas soluções em telemetria e telecontrole se tornaram viáveis e confiáveis. Por meio dessa tecnologia, a PASE vem desenvolvendo soluções para ampliar o controle a otimizar processos no que tange todo o ciclo de recursos hídricos.

O que seria esse monitoramento do poço? Ele é o acompanhamento das variáveis de vazão e nível da água no interior do poço que irão demonstrar as características da relação poço-aquífero e sua evolução durante a operação, assegurando que todas as grandezas definidas na implantação do poço e na outorga serão seguidas, garantindo a sustentabilidade do recurso e a longevidade do poço.

De que maneira é realizado esse monitoramento? Por meio de sensores e unidades de controle específicas que irão gerir todas as informações locais e sintetizar para o usuário do poço e órgãos ambientais responsáveis.

Podemos expor uma montagem básica da seguinte maneira:

 

Detalhando um pouco para o entendimento de maneira geral, vamos abordar um pouco das funcionalidades e informações geradas por cada sensor:

Transmissor de nível com temperatura

Irá acompanhar como o aquífero está se comportando perante o bombeamento adotado, gerando duas informações que muito são usadas pela hidrogeologia: Nível Dinâmico (ND), nível que a água rebaixa quando o poço está em operação; e o Nível Estático (NE), nível que a água atinge quando o poço está desligado.

Para entender tal comportamento, podemos considerar como sendo um reservatório, que quando o consumo não existe enche até o máximo, e quando estiver sendo consumido, esse valor de consumo não poderá ser maior que a recarga, caso contrário o reservatório ficará seco. Em relação à temperatura, sua medida se faz necessária para avaliar a troca de temperatura na rocha, possibilitando um estudo mais detalhado da condutividade hidráulica.

 

Medidor de Vazão

Como o próprio nome diz, realiza a leitura de vazão, sendo ela instantânea e totalizada. Podemos fazer analogia entre velocidade e distância, enquanto a velocidade é a razão entre distância e tempo que realizamos determinado trajeto, a vazão instantânea é a quantidade de água retirada em determinado intervalo de tempo, e a distância percorrida será análoga à vazão totalizada, que é o volume total que foi explorado em determinado intervalo.

 

Transmissor de Condutividade/ PH/ Oxigênio Dissolvido

Esses sensores monitoram variáveis físico químicas da água, possibilitando o cruzamento dinâmico entre informações, visualizando como as variáveis quantitativas impactam nas qualitativas e vice-versa, agilizando a tomada de decisões e melhoria nos resultados.

 

Transmissor de Pressão

É utilizado para monitorar a pressão da rede. Essa informação é útil quando existe uma distribuição dinâmica com variação constante da pressão, assegurando que a perda de carga na rede e vazamentos sejam reduzidos. Também assegura a confiabilidade no processo, visto que uma interrupção por erro operacional ou obstrução mecânica da tubulação não ocasione em queima da bomba ou outras avarias no sistema.

 

Sensor de temperatura da bomba

Em poços com profundidades muito elevadas ou vazões elevadas (consideramos acima de 100m3/h), são utilizadas bombas com tamanhos e potências bastante significativas. As bombas são muito suscetíveis a quedas de energia, operação a seco, pressão e vazão fora da curva de dimensionamento, entre tantos outros. Realizar dinamicamente essa leitura assegura o aumento na vida útil do equipamento, pois, independente do fator externo, quando ocorrer um sobreaquecimento todo o conjunto de bombeamento será desativado.

 

Multimedidor de Energia/ Soft Starter/ Inversor de Frequência

Com qualquer um dos seguintes equipamentos podemos realizar a leitura de todas as variáveis elétricas. Com o recente aumento no custo da energia elétrica, toda a instrumentação e detalhamento de operação de bombas é de fundamental importância devido ao alto consumo desse insumo que teve uma variação em seu valor muito acima da inflação. Pode ser visualizado em detalhes junto às demais informações operacionais do poço a Corrente, Tensão, Fator de Potência, Energia ativa, reativa e aparente, Consumo total, variáveis por fase, e em caso de soft starter ou inversores de frequência, erros de operação e sobrecargas.

Essas variáveis, somadas ao volume produzido, possibilitam melhor dimensionamento de bombas, definição de horas de operação, identificação de perda de eficiência no conjunto de bombeamento, entre tantos outros.

 

Unidade de controle e automação

É o coração e cérebro de todo o processo. Realiza a leitura de todas as variáveis, totaliza regime de operação diário, faz a interface entre os valores de nível, vazão, horas de operação e energia, buscando o melhor rendimento de maneira automática na operação local e garantindo que todas as condicionantes de outorga sejam atendidas.

Com todo o sistema implantado, pode-se montar a interface entre todos os sinais locais com os dados de operação, identificando quedas de energia, falta de fase, rebaixamento excessivo, intervenção local pela operação, invasão no perímetro do poço, rompimento de tubulação, perda de capacidade específica, sobreaquecimento e sobrecorrente no conjunto de bombeamento, além de uma série de outras variáveis customizáveis e programáveis. Até o próprio tratamento de água poderá ser gerido pelo mesmo sistema de maneira dinâmica.

 

E a telemetria em si?

Vamos comentar a respeito do título do artigo, a TELEMETRIA e TELECONTROLE. Não faria sentido ler, monitorar e controlar todas essas variáveis no poço e não possibilitar o acompanhamento de maneira remota. Com o fácil acesso de internet em todos os computadores, mas principalmente a facilidade de acesso aos smartphones atualmente, a praticidade e agilidade na visualização da operação são a maior demanda pelo mercado.

Todos os operadores, gestores de produção e meio ambiente necessitam da informação o mais rápido possível, agilizando todo o ciclo na tomada de decisões e garantindo o pleno abastecimento da planta em questão, sendo ela unidade industrial, residencial ou de abastecimento público.

Devido a essa demanda, a PASE desenvolveu toda sua solução baseada em plataforma web, possibilitando a visualização de alarmes, gráficos, envio de comandos para controle, gestão de todo o histórico operacional por meio de smartphones ou navegadores. Isso torna toda a visualização muito mais rápida, prática e dinâmica.

Seguindo a mesma linha, alarmes e resumos diários podem ser enviados por e-mail e SMS diretamente para os responsáveis de cada área, identificando em tempo real os acontecimentos em campo.

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