IMPLANTAÇÃO DA TELEMETRIA NOS GRANDES CONSUMIDORES, CONDOMÍNIOS E NA MEDIÇÃO DE ESGOTO EM GUARULHOS/SP

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IMPLANTAÇÃO DA TELEMETRIA NOS GRANDES CONSUMIDORES,

CONDOMÍNIOS E NA MEDIÇÃO DE ESGOTO EM GUARULHOS/SP

ID Nº 132

Matheus dos Santos Costa(1)

Engenheiro Ambiental pela Universidade de Guarulhos – UNG, 2012 e especialista em Direito Ambiental pela Universidade de Araraquara – UNIARA. Atualmente responde pela Coordenadoria de Micromedição e Uso Racional da Água do Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Guarulhos. Thiago Garcia da Silva Santim

Engenheiro Civil e Mestre em Recursos Hídricos e Tecnologias Ambientais pela UNESP de Ilha Solteira. Atualmente trabalha na Gerência de Controle de Perdas do Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Guarulhos e é docente na Universidade Nove de Julho.

Luiz Eduardo Mendes

Tecnólogo em Obras Hidráulicas pela FATEC-SP, Engenheiro Civil pela FESP e Mestre em pela FATEC-SP, Engenheiro da Gerência de Controle de Perdas do Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Guarulhos.

Edson Marcos de Matos

Técnico em Processamento de Dados – Colégio Elite e Tecnólogo em Redes de Computadores – ENIAC. Atualmente trabalha como Programador de Sistemas no Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Guarulhos.

Endereço(1): Av. Emilio Ribas, 1247 – Bairro: Gopoúva – Cidade: Guarulhos-SP – CEP: 07020-010 – Brasil - Tel: +55 (11) 2472-5326 - e-mail: matheuscosta@saaeguarulhos.sp.gov.br

RESUMO

A água potável é um bem cada vez mais escasso, por isso, novas tecnologias que visam reduzir as perdas são altamente bem vindas, a telemetria no abastecimento de água é uma delas, essa técnica tem por objetivo a transmissão de dados de consumos, erros e alarmes dos hidrômetros via radiofrequência e/ou GSM/GPRS para um servidor, seja ele físico ou em nuvem, desta forma, o processamento destes dados é mais rápido, o que facilita um estudo mais aprofundado do perfil de consumo das ligações de água pelas empresas de saneamento, além de detectar vazamentos internos e indícios fraudes. Pode-se ainda disponibilizar ao cliente final o acesso ao seu consumo horário de água.

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Este trabalho apresenta a implantação do sistema de telemetria que vem sendo desenvolvido pelo Serviço Autônomo de Água e Esgoto no município de Guarulhos, o qual consiste no monitoramento remoto do consumo de água dos grandes consumidores, novos empreendimentos residenciais, comerciais e industriais e na medição de esgoto descartado na rede pública de indústrias que adquirem água de fontes alternativas.

Palavras-chave: Leitura à distância, tecnologia dos hidrômetros, medição remota de esgoto, grandes consumidores.

INTRODUÇÃO

A tecnologia de telemetria possui como característica a agilidade no processo de recebimento dos dados dos medidores, auxilia na redução das perdas aparentes, através da identificação dos hidrômetros travados, reduz os erros de leitura que ocasionam prejuízos tanto para a Autarquia como também para os clientes, aumentam a segurança do cliente e do leiturista, pois anula a necessidade de adentrar nos imóveis para realizar a leitura do hidrômetro, reduz a quantidade de cobrança da tarifa de água pela média motivada por impedimentos de leitura e permite um estudo mais aprofundado do perfil de consumo das ligações de água, além de proporcionar outros benefícios que serão abordados neste trabalho.

A telemetria é um processo de leitura dos hidrômetros a distância que pode ser realizada de várias formas, entre elas a tecnologia de transmissão de dados via radiofrequência, onde se destaca a necessidade de liberação e homologação dos componentes e de suas características técnicas junto à ANATEL. (COELHO, 2009).

Telemetria é o processo de medição remoto da variação das características dos objetos monitorados (por exemplo, fluxo de água num hidrômetro) que transfere os resultados a uma estação distante, onde serão analisados e consistidos (SILVA; MOREIRA, 2004).

OBJETIVOS

O principal objetivo deste trabalho é apresentar o processo de implantação do sistema de telemetria no município de Guarulhos-SP, o qual se iniciou na faixa dos grandes consumidores, logo em seguida, partindo para todos os novos empreendimentos a partir do ano de 2015 e por fim, na medição de esgoto das indústrias que possuem uma fonte alternativa de água.

O SAAE Guarulhos com o objetivo de não ficar restrito a adquirir rádios, antenas e hidrômetros de um único fabricante, fato que resultaria no aumento do valor dos equipamentos devido à dependência, adotou a solução de trabalhar com hidrômetros com saída pulsada, pois permite que rádios de qualquer fabricante sejam acoplados a eles e para que a coleta das leituras seja realizada faz-se o uso das antenas repetidoras ou coletores do tipo drive-by para posterior transferência a um concentrador ou servidor.

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MÉTODOS E MATERIAIS

Atualmente o Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Guarulhos trabalha com três ações na transmissão remota de dados de medidores, sendo duas delas utilizadas na medição de água e a outra na medição de esgoto.

Grandes Consumidores

A primeira ação vem sendo desenvolvida nos grandes consumidores do município de Guarulhos que começaram a receber a telemetria que utiliza a tecnologia de radiofrequência para a transmissão de dados, estas instalações foram realizadas em imóveis públicos e/ou particulares, como escolas, postos de saúde, hospitais, indústrias, comércios, entre outros, que foram previamente determinadas através do seu alto consumo de água (acima de 150 m³/mês).

Para a implantação deste sistema no município, primeiramente foi necessária a instalação de toda infraestrutura de telemetria nas ligações, como, hidrômetro compatível, pois os que estavam instalados não eram compatíveis com a tecnologia; haste (poste) para suporte do rádio; cabeamento(conduíte) e rádio, conforme Figura 01 – Projeto do Padrão de Instalação e Figura 02 - Infraestrutura Instalada em um Grande Consumidor:

Figura 01: Projeto do Padrão de Instalação.

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Figura 02: Imagem da Infraestrutura instalada em um Grande Consumidor.

Fonte: Próprio autor

Na Figura 03 estão os Hidrômetros Ultrassônicos com saída pulsada.

Figura 03: Hidrômetros Ultrassônicos com saída pulsada.

As instalações dos rádios, equipamento denominado Transmissor Universal Dialog 3G (Figura 04), foram realizadas simultaneamente com a substituição dos medidores, basicamente o rádio é conectado ao medidor, que recolhe os dados de leitura dos medidores por meio de pulsos e os transmitem utilizando radiofrequência. O dispositivo é impermeável e pode ser conectado em todos os medidores com saída pulsada presentes no mercado. Os rádios adquiridos pela Autarquia possuem quatro entradas (canais), ou seja, podem monitorar até quatro medidores simultaneamente.

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Figura 04: Transmissor Universal Dialog 3G

Em paralelo a substituição dos hidrômetros a Autarquia instalou concentradores e repetidoras em pontos estratégicos para cobrir a maior parte do município e receber sem nenhum tipo de interferência os dados enviados pelos rádios dos grandes consumidores, os locais de instalação e suas abrangências podem ser verificadas na Figura 05, onde os pontos azuis indicam os concentradores e repetidores e o circulo em volta sendo sua respectiva abrangência.

Figura 05 – Antenas que fazem parte da infraestrutura implantada para recepção dos dados dos rádios transmissores

Fonte: Google Earth editado pelo autor

Porém, para que estes dados cheguem até o servidor da Autarquia, os rádios devem transmitir as informações para um repetidor (Figura 06) ou um concentrador, os repetidores são utilizados para a ampliação do alcance das transmissões ou como recurso em casos especiais para eliminar áreas de sombras, replicando os dados para um concentrador. Segundo o fornecedor (AMRTEC), este dispositivo amplia a área de recepção dos concentradores para um raio de até 5km, além de ser dotados de baterias recarregáveis de grande durabilidade que podem ser alimentados tanto pela rede elétrica quanto por painéis solares.

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Figura 06: Repetidor Dialog 3G

Caso possua um concentrador próximo ao local do rádio, não há a necessidade da instalação de um repetidor, ou seja, os dados são enviados diretamente ao concentrador. Segundo o fornecedor (AMRTEC), o concentrador (Figura 07) é um resistente computador industrial que recebe os dados das unidades medidoras, os interpreta, armazena e transmite ao gateway central. Sua capacidade de armazenamento é robusta e excedem 300 mil leituras.

Figura 07: Concentrador Dialog 3G

Fonte: AMRTEC

Tendo em vista que os grandes consumidores podem estar localizados em qualquer ponto do município, alguns destes, ainda não tinham as leituras transmitidas para o sistema do SAAE, devido a falta de abrangência das repetidoras ou alguma interferência física, assim, para a resolução deste problema, foi implantado o sistema Drive-by para a coleta das informações destes clientes. Na Figura 08 é possível observar a viatura da Autarquia realizando a coleta dos dados por Drive-by.

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Figura 08: Viatura do SAAE fazendo a coleta de dados por Drive-by.

O Sistema Drive-By permite a coleta de dados mesmo em áreas não cobertas pela rede, além de permitir facilmente o gerenciamento dos componentes em campo, a informação da leitura pode ser armazenada em um notebook, tablet ou outros dispositivos portáteis para posterior exportação ao sistema de gestão de medições. Desta forma, é possível deslocar-se pelas rotas previamente determinadas, a fim de capturar as leituras dos medidores em um raio de até 500 metros. Esta solução também tem como vantagem a capacidade de configurar os medidores em campo a uma distância de até 500 metros, com uso da comunicação bidirecional, além de identificar os alarmes em tempo de leitura sem que seja preciso o uso de comandos adicionais.

Na Figura 09 é possível observar a transferência dos dados de leituras captados para um servidor, onde são armazenados.

Figura 09: Computador recebendo os dados coletados pelo walk-by

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Novos Empreendimentos

A segunda ação é a implantação obrigatória do sistema de telemetria para os novos condomínios residenciais, comerciais e industriais, sendo este um requisito indispensável para a efetivação da ligação de água dos empreendimentos, neste caso, a tecnologia a ser utilizada fica a cargo do cliente, podendo ser utilizadas as tecnologias de radiofrequência e/ou GSM-GPRS. (fornecido lista de fornecedores homologados na Autarquia)

Como o sistema de rádio frequência já foi tratado no capítulo dos grandes consumidores, neste tópico será detalhado o sistema via GSM-GPRS, que também está presente nos condomínios do município.

Neste sistema, o rádio é acoplado ao hidrômetro e os dados são enviados para o concentrador que fica instalado em uma área comum do empreendimento, abaixo na Figura 10 observa-se o rádio, denominado pelo fabricante de IZAR, e ao lado, na Figura 11, o shaft de um condomínio onde estão localizados os quatro medidores de um respectivo andar, observa-se que os rádios já se encontram acoplados.

Figura 10: IZAR Rádio Diehl Figura 11 – Rádio acoplado nos medidores

Da mesma forma que o sistema da ARAD, o envio dos dados para a autarquia depende de outro dispositivo, no sistema da Diehl denominado de Izar Rdc Standard que é um concentrador de dados que possui configuração remota e local, coleta e processa até 1000 dispositivos de rádio, além de exportar os dados de forma comprimida e criptografada para um servidor utilizando a tecnologia GSM-GPRS.

Na Figura 12, observa-se o concentrador instalado em uma área comum do condomínio Flex Guarulhos, nota-se que ele possui uma antena externa que tem por objetivo aumentar o alcance para receber os dados dos rádios mais distantes que estão acoplados nos submedidores e no medidor máster do condomínio.

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Figura 12: Concentrador

A tecnologia de rádio frequência também é utilizada em condomínios, na Figura 13, observa-se o shaft com três rádios (cada um com quatro canais) conectados aos submedidores de um condomínio residencial no município de Guarulhos.

Figura 13 – Rádios da ARAD conectados nos submedidores

Medição Remota de Esgoto

A terceira forma de transmissão remota de dados vem sendo utilizada nos medidores de esgoto, ou seja, em sua maior parte são medidores instalados em indústrias que possuem uma fonte alternativa de água, como por exemplo, poços ou aquisição de água através de caminhão

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pipa, desta forma, tornou-se necessário a instalação de um medidor de esgoto com transmissão remota dos dados, utilizando-se também a tecnologia GSM-GPRS, este medidor contabiliza e envia à Autarquia o volume de esgoto que é descartado pela indústria, sendo possível realizar a cobrança correta da utilização da rede pública de esgoto.

Cabe informar que o sistema utilizado difere do sistema dos grandes consumidores e condomínios, pois exige cuidados quanto ao controle da qualidade do efluente a ser lançado na rede pública, daí a necessidade de implantação de caixa retentora de gordura, conforme projeto apresentado na Figura 14.

Figura 14: Projeto para instalação do medidor de esgoto desenvolvido pelo SAAE

Fonte: Projeto SAAE

Em relação aos medidores de esgoto que utilizam o sistema de telemetria, a autarquia conta atualmente com medidores em grandes indústrias do ramo alimentício que adquirem água através de fontes alternativas. Na Figura 15 é possível observar as caixas e o medidor instalado, após a conclusão da obra.

Figura 15: Caixas e medidor de esgoto.

Este medidor possui um painel secundário (Figura 16) que faz a transmissão dos dados para um servidor, o qual a Autarquia acessa via internet as informações de consumo, erros e alarmes. Neste sistema é possível visualizar os dados em tempo real do totalizador do medidor (FlowTotal 1) como também da vazão instantânea (FlowRate 1), em outras telas é possível ainda verificar o histórico horário, gráficos e a indicação de alarmes, conforme Figura 17.

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Figura 16: Painel de telemetria implantado

Figura 17: Portal de informações das medições de esgoto, no detalhe o registro da vazão instantânea e do volume totalizado.

Fonte: Vectora SYS

Para a medição de esgoto são analisados os possíveis “grandes consumidores de água” que podem ser grandes polos geradores de esgoto, porém, por não possuírem ligação de água oficial junto ao SAAE ou por possuírem ligação simples de ¾” não eram vistos como grandes consumidores, entretanto eram responsáveis por sobrecargas e entupimentos em redes coletoras de esgoto devido ao elevado volume de efluente lançado e em muitos casos com carga poluente fora do padrão especificado pela legislação pertinente vigente.

DISCUSSÃO/RESULTADOS

As três ações estão sendo implantadas há pouco tempo e por este motivo são encontradas algumas dificuldades que estão sendo corrigidas e melhoradas, como exemplo:

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• Cadastro do número de série dos rádios, pois não possuem uma sequência lógica. (solução: arquivo .txt);

• Furto dos hidrômetros e/ou rádios (solução: notificação para padronizar abrigo);

• Reparametrização dos rádios devido a interrupção no fornecimento de água (corte) dos submedidores. (solução: obstrutor);

Também foi verificado o acúmulo de informações desnecessárias, pois, nos primeiros rádios instalados nos grandes consumidores, chegavam leituras zeradas dos canais que não estavam conectados aos medidores, ou seja, os três canais que estavam inutilizados, porém, não desativados, transmitiam informação desnecessárias para as repetidoras e/ou concentrador e consequentemente para os servidores da Autarquia, ocupando espaços desnecessários.

O alarme de vazamento, umas das melhores funções do sistema de telemetria, porém, para um caso específico foi necessário realizar a desativação desta funcionalidade. Alguns poços de propriedade da Autarquia receberam a tecnologia e transmissão remota de dados para dar agilidade na informação do volume produzido pelos respectivos poços. Todavia, este alarme de vazamento é acionado a partir do momento que se constata a passagem de água pelo medidor por um período de 24 horas, sem interrupção. Desta forma, constantemente o alarme falso de vazamento era disparado.

Na Figura 18, é possível identificar o vazamento de água em um apartamento vago através do consumo constante durante 24 horas. O vazamento foi confirmado e reparado.

Figura 18 – Vazamento constatado através do monitoramento do consumo.

Fonte: Diehl

A tecnologia de telemetria torna-se vantajosa para ambos os lados, autarquia e cliente, pois a exemplo do caso acima, o cliente (condomínio) foi comunicado assim que identificado o vazamento e o condomínio por sua vez entrou em contato com o proprietário do apartamento que sanou o vazamento.

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Números

• Até o momento foram realizadas 507 instalações com rádios transmissores nos grandes consumidores, com envio remoto de dados ou coleta via Drive-by .

• Já nos novos empreendimentos, atualmente, cerca de 20 condomínios telemedidos, sendo eles residenciais, comerciais ou industriais, que totalizam 4635 submedidores com telemetria implantada.

• O projeto mais recente é a medição remota de esgoto, que até a presente data, estão instaladas em três grandes indústrias do ramo alimentício, que além de permitir a cobrança justa pelo uso do sistema coletor público, também fornece ao SAAE parâmetros de dimensionamento para readequação dos sistemas, evitando assim que projetos sejam desenvolvidos desde a sua concepção com parâmetros subestimados.

CONCLUSÃO

O município de Guarulhos desde o ano de 2015 vem se atualizando em relação à

telemetria nos medidores de água e esgoto. Esta modernização ocasionou uma

reestruturação das atividades dos setores da Autarquia (micromedição, cadastro

comercial, controle de perdas, informática, planejamento e almoxarifado). A

telemetria tem se mostrado eficiente também na redução de desperdícios por vazamentos

internos.

O próximo passo é realizar a integração deste sistema de telemetria com o

aplicativo já existente do SAAE Guarulhos, onde o cliente poderá ter acesso ao consumo

instantâneo, receber alarmes de vazamento, entre outros serviços no seu smathphone

e/ou tablete, conforme figura 19.

Figura 19 – Consumo remoto - Função a ser criada no aplicativo SAAE Guarulhos

Consumo remoto

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REFERÊNCIAS

COELHO, A.C. (2009). Micromedição em Sistemas de Abastecimento de Água. 1 ed. João Pessoa: Editora Universitária da UFPB, 348 p.

Empresa AMRTEC, disponível em: http://www.amrtec.com.br. Acesso em 22 mai. 2017. Empresa Diehl, disponível em: http://www.diehl.com/pt/. Acesso em 22 mai. 2017.

Empresa VectoraSYS, disponível em: http://201.77.115.165/vectorasys. Acesso em 22 mai. 2017. SILVA, A. B.; MOREIRA, L. R. B. Telemetria em Sistemas de Comunicação Móvel Celular. 2004. Projeto final (Graduação em Engenharia Elétrica), Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade de Brasília, Brasília, DF.

SILVA, A. E.; SAMPAIO, A. G. A.; ARAUJO, A. M.; DANTAS, B. T.; (2007) - SITH: Sistema De Telemetria Para Medição De Consumo De Água. Disponível em:

https://www.researchgate.net/profile/Allan_Freitas/publication/274375259_SITH_SISTEMA_DE_T ELEMETRIA_PARA_MEDICAO_DE_CONSUMO_DE_AGUA/links/551c89bd0cf20d5fbde54741.p df. Acesso em 22 mai. 2017.