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RELAÇÃO BIFÁSICA GÁS/LÍQUIDO E SEU EFEITO NOS 
MEDIDORES DE VAZÃO TIPO TURBINA Anhanguera Educacional S.A. 
Trabalho realizado com o incentivo e fomento da 
Anhanguera Educacional S.A. 
Correspondência/Contato 
Alameda Maria Tereza, 2000 
Valinhos, São Paulo - 13.278-181 
rc.ipade@unianhanguera.edu.br 
pic.ipade@unianhanguera.edu.br 
Coordenação 
Instituto de Pesquisas Aplicadas e 
Desenvolvimento Educacional - IPADE 
Publicação: dd de mmm de 2009 
Aluno Autor: Igor Silva Guimarães 
Orientadores: 
Prof. Dr. Carlos A. de Almeida Vilela; 
Prof. Dr. Juliano Marcelo de Arruda. 
Curso: Engenharia Mecânica 
FACULDADE ANHANGUERA DE ANÁPOLIS 
ANHANGUERA EDUCACIONAL S.A. 
Trabalho apresentado no CONIC 2009 
(Congresso Nacional de Iniciação Científica). 
ANUÁRIO DA PRODUÇÃO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DISCENTE 
RESUMO 
Vol. XII, Nº. 13, Ano 2009 
Um sistema padrão de fornecimento de água residencial 
consiste em um sistema formado por uma linha de tubulação 
externa vinda da concessionária, uma válvula de controle de 
fluxo e um medidor de vazão. Um dos medidores de vazão 
(hidrômetro) mais comuns utilizados nas áreas urbanas pelas 
companhias de abastecimento de água, é o tipo turbina ou 
paletas, por ser um modelo que apresenta boa precisão nas 
leituras, fácil instalação e baixo custo de manutenção, desde 
que seja utilizado de maneira correta. A ocorrência de bolhas 
de ar num sistema de abastecimento de água é resultado de 
vários fenômenos, entre eles a cavitação nas bombas ou 
acessórios do sistema, rupturas nas tubulações, racionamento 
no abastecimento, ou até mesmo, durante uma operação de 
manutenção de linha. Os medidores tipo turbina são 
projetados para trabalharem em uma faixa pré definida de 
vazão, pressão, temperatura e também em meio monofásico, 
o que é substancialmente alterado pela presença de bolhas de 
ar na água. Como o medidor não distingue água de ar, apenas 
gira as paletas em razão da ação fluidodinâmica, este pode 
acusar uma medida errada pelo fato de contabilizar o meio 
bifásico como se fosse monofásico. Esta é uma discussão que 
atualmente tem sido levantada por vários grupos de 
consumidores, que buscam de alguma forma minimizar esta 
margem de erro nas leituras através da instalação de 
instrumentos, que, teoricamente, eliminariam os efeitos das 
bolhas de ar na passagem pelo hidrômetro mas podem 
danificar a rede. Discutimos neste trabalho a formação de 
bolhas e algumas características destas, o funcionamento e a 
real ou não eficiência destes eliminadores. O projeto foi 
desenvolvido nos laboratórios de engenharia utilizando as 
bancadas de fenômenos de transporte disponíveis na 
unidade. 
Palavras-Chave: Hidrômetro, escoamento bifásico, visualização do 
escoamento, medidor de vazão.
2 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina 
1. INTRODUÇÃO 
Medidores de vazão geralmente são elementos sensíveis ao comportamento do 
escoamento, tais como o perfil de velocidade, a presença de rotação e também à 
turbulência e variações no meio fluido – (Silveira Neto, 2000); O medidor do tipo turbina é 
um dos modelos mais utilizados pelas concessionárias de abastecimento de água para 
medição do volume consumido. E, em algumas concessionárias, utiliza-se também para 
medir a taxa de esgoto, que é obrigatória, além de se tratar de um instrumento de fácil 
instalação, baixo custo de manutenção e, principalmente, por apresentar uma qualidade de 
medição muito boa, com erros da ordem de 0.25%, desde que instalados de forma 
adequada. Uma das orientações de praticamente todos os fabricantes deste tipo de 
instrumento é em relação ao regime de escoamento no seu interior, que deve ser laminar e 
monofásico, caso contrário as medições poderão sofrer desvios em função da 
desordenarão do fluxo e por isso devem ser corrigidas. 
Em qualquer sistema de transporte de fluidos, um elemento que mude a direção, 
obstrua ou dificulte o escoamento, trabalhará a favor da turbulência, consequentemente 
poderá gerar bolhas de ar (bifásico), além de alterar a própria velocidade do escoamento. 
Observando instalações comuns destes tipos de medidores, nota-se que em geral o 
medidor está localizado logo após uma válvula de controle de fluxo e um cotovelo 90º, o 
que facilita o turbilhonamento e geração de bolhas de ar. 
A discussão sobre o efeito da turbulência e da presença de bolhas no escoamento 
ainda não apresenta há um consenso entre a população usuária do sistema, as 
concessionárias fornecedoras do serviço e as empresas fabricantes dos chamados 
eliminadores de ar, daí a importância da discussão do assunto de forma técnica. Abaixo 
segue informações que nos levaram a realizar este estudo: 
A favor do uso dos eliminadores de ar: 
- Reduz em até 30% nos valores pagos na conta de água; 
- Não interferem no funcionamento normal dos hidrômetros; 
- Aumentam a vida útil do hidrômetro e tubulações; 
- Não têm peças sujeitas ao desgaste e reposição; 
- Bloqueiam a entrada de contaminações externas; 
Contra o uso dos eliminadores de ar: 
- A concessionária garante que em 99% dos casos não há ar na rede; 
- É proibido se instalado sem o consentimento da empresa, antes do hidrômetro; 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XII, Nº. 13, Ano 2009 • p. 1-13
Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 3 
- Não há, segundo a SABESP, comprovação da eficácia do produto por nenhum 
órgão responsável (Inmetro, por exemplo); 
- Instalação dos equipamentos antes do hidrômetro também podem contaminar a 
rede, até no próprio momento da instalação. 
Fontes: 
Américo Sampaio - Técnico de Desenvolvimento e Assessoria Tecnológica para a SABESP 
Marco Aurélio de Toledo Arruda - Engenheiro Civil - Metragem 
Fábio Triunfo - Diretor da Dolphin Eliminadores de Ar 
Luciana Melo Costa - Assessora de Comunicação - AESBE (Associação das Empresas de 
Saneamento Básico Estaduais. 
Visamos neste projeto estudar a formação de bolhas de ar e analisar a eficiência 
ou não destes eliminadores de ar, pois existem pouca literatura sobre este tema, e, como 
vimos, trata-se de algo bastante complexo e ético, uma vez que para as concessionárias o ar 
não influencia no valor final da conta e para os fabricantes dos eliminadores, o ar é 
cobrado de forma indevida na conta de água. 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13 
2. OBJETIVO 
O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos do meio bifásico nos medidores, mais 
especificamente: 
• avaliar experimentalmente o s efeitos causados por bolhas de ar nos 
medidores de vazão tipo turbina, conforme BRENNEN (2003); 
• levantar dados de divergência em função das diversas configurações do 
meio bifásico e vazão; 
• contabilizar as divergências observadas. 
3. METODOLOGIA 
O procedimento experimental consiste em uma série de passos padronizados que foram 
seguidos a fim de minimizar os efeitos externos e assegurar a qualidade das medições. As 
etapas estão detalhadas a seguir: 
• Calibração dos instrumentos; 
• Medições das vazões através dos hidrômetros com e sem a presença de 
bolhas; 
• Estudo das características do meio bifásico. 
Procedimentos experimentais: 
1. Calibração dos hidrômetros.
4 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina 
2. Acionamento da bomba. 
3. Leitura da diferença de vazão entre Hidrômetro 1 e Hidrômetro 2. 
4. Leitura da vazão de água, sem a presença de bolhas (hidrômetro 1). 
5. Injeção de bolhas. 
6. Leitura da vazão de água com presença de bolha (hidrômetro 2). 
7. Comparação entre as vazões medidas nos hidrômetros. 
8. Volta ao passo 4 alterando a vazão, com a bomba de água e injeção de ar 
até finalizar as variações previstas. 
Este procedimento foi elaborado segundo alguns dados obtidos de ISMAIL(1998). 
4. DESENVOLVIMENTO 
Em situação normal de abastecimento de água o ar nas redes está presente em pequena 
quantidade, ou seja, suas bolhas são de pequeno volume. Já em situações anormais, por 
exemplo, quando há falhas na entrega de água, o ar entra nas redes ocupando o seu lugar, 
podendo interferir em maior ou menor volume a medição. 
Nestes casos, trata-se pressão positiva quando temos o abastecimento normal e 
pressão negativa quando temos falhas no abastecimento e conseqüente entrada de ar na 
rede. O ideal é que o sistema de abastecimento sempre esteja trabalhando em pressão 
positiva, ou seja, a pressão interna da rede de abastecimento seja maior que a pressão 
atmosférica; caso contrario o ar entrará na rede. 
Como forma alternativa, há no mercado vários dispositivos que são chamados 
eliminadores ou bloqueadores de ar, que tem como objetivo a eliminação destas bolhas de 
ar no cavalete de medição e a consequente redução no valor final pago a concessionária de 
abastecimento. Em contrapartida, tem-se o auto potencial de contaminação da rede pelo 
orifício encontrado em alguns destes eliminadores. 
Figura 1 - Definição de fluido (BRUNETTI, 2005) 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 5 
Faz-se necessário compreender a definição de fluido: “Fluido é uma substância 
que não tem uma forma própria, assume o formato do recipiente” BRUNETTI(2005); 
(figura 1). 
Classifica-se o estado do fluido em estático ou dinâmico. Em redes de saneamento 
em funcionamento ideal a água encontra-se em movimento, o que tecnicamente é tratado 
como cinemática do fluido, tendo esta água uma velocidade, pressão, energia e 
conseqüente escoamento; sob as leis da cinemática do fluido foi desenvolvido processos 
para entrega da água nas residências/industrias. A cinemática é a nossa base de estudo 
para analises em laboratório. 
Em cinemática do fluido é necessário citar algumas propriedades referentes ao 
movimento, escoamento, energia e outros. 
Figura 2 – Escoamento constante e variável (BRUNETTI, 2005) 
Quanto ao movimento, caracteriza-se em o permanente e variado; no primeiro as 
propriedades do fluido são invariáveis em cada ponto com o passar do tempo, ou seja, as 
propriedades do fluido podem variar de ponto para ponto, desde que não haja variações 
com o tempo. Isso significa que, apesar de um certo fluido estar em movimento, a 
configuração de suas propriedades em qualquer instante permanece a mesma. Um 
exemplo prático disso será o escoamento pela tubulação do tanque da figura 2, desde que 
o nível dele seja mantido constante. Por outro lado regime variado é aquele em que as 
condições do fluido em alguns pontos ou regiões variam com o passar do tempo. Se no 
exemplo da Figura 2 não houver fornecimento de água por (1), o regime será variado em 
todos os pontos. (BRUNETTI, 2005). 
Figura 3 – Experiência de Reynolds, escoamento laminar e turbulento 
Quanto ao escoamento, recorre-se à experiência de Reynolds (1883), figura 3, que 
demonstrou a sua existência e caracterizou em escoamento laminar e turbulento. 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
6 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina 
Escoamento laminar é aquele em que as partículas se deslocam em lâminas 
individualizadas, sem troca de massa entre elas, tal como placas planas deslizando umas 
sobre as outras de forma ordenada. Escoamento turbulento é aquele em que as partículas 
apresentam um movimento aleatório macroscópico, isto é, a velocidade apresenta 
componentes transversais ao movimento geral do conjunto do fluido. Este escoamento é 
muitas vezes evitado pois eleva a perda de materiais dos condutos. O escoamento laminar 
é o menos comum na prática, mas pode ser visualizado por todos, num filete de água de 
uma torneira pouco aberta ou no inicio da trajetória seguida pela fumaça de um cigarro. 
Reynolds(1883) verificou que o fato de o movimento ser laminar ou turbulento depende 
do valor do numero adimencional dado por: 
Re = WvD / μ = vD/  (1) 
Onde: W : massa específica (unidade de medida no SI: kg/m³); 
μ : viscosidade dinâmica (unidade de medida no SI: N s / m²); 
Z : viscosidade cinemática (unidade de medida no SI: m² / s); 
v : velocidade do fluido (unidade de medida no SI m/s); 
D : diâmetro da tubulação (unidade de medida no SI: m). 
Esta expressão se chama número de Reynolds e mostra que o tipo do escoamento 
depende do conjunto das grandezas velocidade, diâmetro e viscosidade cinemática. Ainda 
se verificou que, no caso de tubos, os seguintes valores, poderiam para definir-se o tipo de 
escoamento utilizados (BRUNETTI, 2005): 
Re  2000 = Escoamento laminar 
2000  Re  2400 = Escoamento de transição 
Re  2400 = Escoamento turbulento. 
Nota-se que o movimento turbulento é variado por natureza, devido às flutuações 
da velocidade em cada ponto. E após medições iniciais em laboratório foi visto que o 
fluido em trabalho encontra-se em regime variado e turbulento. 
Medidor de vazão tipo turbina – Hidrômetro. 
Os hidrômetros são dispositivos colocados nos cavaletes das redes de distribuição de água 
com a finalidade de indicar e totalizar, continuamente, os volumes de água consumidos. 
Estes dispositivos nem sempre funcionam de forma correta e podem, mediante diversos 
fatores, influenciar na medição dos volumes faturados pelas empresas fornecedoras. 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 7 
Figura 4 – Hidrômetro tipo turbina 
A medição de consumos é realizada através de hidrômetro, figura 4, baseado no 
princípio de funcionamento velocimétrico. Os medidores possuem uma turbina que é 
acionada pelo fluido em movimento (água ou ar). Ambos, água e ar, deslocam-se em 
função da diferença de pressão e adquirem velocidades tanto maiores quanto maior for 
essa diferença. 
Na turbina do medidor, a velocidade é transformada em pulsos proporcionais 
(conjunto de engrenagens internas) a sua intensidade e transmitidos a um totalizador de 
volumes. Neste momento, está sendo medido e registrado o consumo do usuário. É 
interessante frisar que há limites de velocidades, inferiores e superiores, fora dos quais o 
hidrômetro não funciona. Para velocidades muito baixas, a energia cinética não é 
suficiente para girar a turbina; para velocidades muito altas, acontece o fenômeno do 
patinamento (a turbina gira, mas não aciona o sistema que totaliza o volume). Em ambos 
os casos, há fluxo de água e/ou ar pelo aparelho, mas não é medido (MELO, 1997). 
A calibração do hidrômetro é regulamentada pela NBR 8195 e a pressão da água 
nas redes de abastecimento é regulamentada pela NBR 12218. Sabendo que o desgaste do 
mecanismo interno de medição (turbina) e incrustação do hidrômetro pode influenciar na 
medição, forma tal que a combinação destes efeitos mais a presença de ar nas redes 
potencializam o erro nas medições, prejudicando o consumidor ou concessionária. 
Condutos 
Conduto é qualquer estrutura sólida, destinada ao transporte de fluidos. Os 
condutos são classificados quanto ao comportamento dos fluidos em seu interior, em 
forçados e livres. 
O conduto é dito forçado quando o fluido que nele escoa, preenche totalmente a 
superfície do tubo, não deixando espaços livres, figura 7–a. 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
8 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina 
Figura 7 – Condutos (BRUNETTI, 2005) 
O conduto é dito livre quando o fluido em movimento apresenta uma superfície 
livre, figura 7-b, ou seja há espaço em que o escoamento é bifásico. 
O ideal de funcionamento nas redes de abastecimento é que a classificação seja 
sempre forçada, não havendo superfícies livres, que são bolhas de ar na tubulação. 
Entretanto quando há parada no abastecimento ou manutenção da rede de abastecimento, 
nos instantes da retomada de fluxo, haverá bolhas de ar na rede assim temos um conduto 
livre. 
Eliminadores e bloqueadores de ar. 
O eliminador de ar é um dispositivo que, como o próprio nome diz, teria o 
objetivo de retirar o ar das tubulações de água. Não foi encontrado dentre os eliminadores 
pesquisados a forma técnica de funcionamento do equipamento. 
Considerada a complexidade do comportamento do fluxo e destas características 
do dispositivo eliminador de ar para avaliar o comportamento quanto a sua influência nos 
valores totalizados pelo hidrômetro, o submetemos às condições operacionais da rede. 
Formas de bolhas de ar em água - THOME(2004)) 
O padrão de escoamento bifásico horizontal foi utilizado para o estudo por ser 
desta forma nos cavaletes de medição. Analisando a ação gravitacional entre gás e liquido, 
os líquidos apresentam-se mais pesados, concentrando em sua maioria na parte inferior do 
tubo e o gás, por ser mais leve, concentrando em sua maioria na parte superior. 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 9 
Figura 8 – Tipos de bolhas de ar (Wolverine Tube, Inc – Engineering Data Book III) 
Classifica-se o escoamento horizontal bifásico (gás/liquido) em: 
Escoamento com bolhas: As bolhas de gás apresentam-se dispersas no tubo, 
concentrando-se na parte superior, acima da linha imaginaria central do tubo. Quando há 
forças ou pressões agindo na tubulação, estas bolhas tenderam a dispersar uniformemente, 
bastante visualizado após uma bomba ou turbina, ou até mesmo próximo a curvas, onde 
há mudanças de direção/velocidades, figura 8. 
Estratificado: Em baixa velocidade haverá separação das duas fases liquido e gás, 
lembrando que a velocidade está relacionada ao escoamento, se laminar ou turbulento. 
Este regime caracteriza-se pela divisão entre o gás e liquido respectivamente na parte 
superior e parte inferior (figura 8). Esta divisão ocorre pois em baixa velocidade propicia o 
escoamento laminar, não apresentando movimentação transversal das moléculas, e sim 
deslizando em laminas; o gás, que é mais leve irá se organizar na parte superior do tubo e 
o liquido na parte inferior, levando a uma divisão estratificada entre eles (figura 8). 
Estratificado ondulado: Aumentando a velocidade do fluido no regime estratificado 
haverá formação de ondas, estas se formando na interface dos fluidos, seguindo a direção 
do escoamento. A amplitude das ondas depende da velocidade entre o fluido e suas cristas 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
10 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina 
não alcançam o topo do tubo; as ondas sobem no entorno do tubo deixando uma fina 
camada de liquido no entorno após a passagem da onda (figura 8). 
Escoamento intermitente: Mais distante do aumento da velocidade do gás, esta 
interface ondulatória tornou-se bastante larga para a lavagem no topo do tubo. Este 
regime é caracterizado por maior amplitude da onda na parte superior do tubo e pequena 
amplitude das ondas no centro. Grandes amplitudes resultam em formação de bolhas. A 
parede superior do tubo está quase constantemente molhada pelas larga amplitude das 
ondas e uma fina camada entre estes. O escoamento intermitente é composto pelos 
regimes de escoamento Plug e Slug e são caracterizados por: 
Regime Plug: neste regime o liquido está separado do gás, que possui 
longas bolhas. O diâmetro destas longas bolhas são menores que o do liquido, a fase 
liquida é continua ao longo do tubo. Este regime também é chamado escoamento de 
alongadas bolhas (figura 8). 
Regime Slug: caracteriza-se por alta velocidade do gás e respectivo 
alongamento das bolhas com diâmetros maiores em relação ao Regime Plug. Há também 
uma separação nítida entre liquido e gás (figura 8). 
Escoamento Anular: é caracterizado por maior volume de gás escoando no centro 
do tubo; o liquido forma uma espécie de anel no entorno do perímetro do tubo, pela maior 
velocidade e pressão que o gás possui referente ao liquido. A região de transição entre 
liquido e gás é composta por pequenas amplitudes das ondas (figura 8). 
Escoamento Misto: Similar ao escoamento anular, diferindo na apresentação de 
partículas de liquido no interior do tubo, escoando junto ao gás (figura 8). 
4.1. Coleta de dados 
A coleta de dados no laboratório de mecânica dos fluidos da Faculdade Anhanguera de 
Anápolis, seguiu-se conforme determinado na metodologia e procedimentos 
experimentais. 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 11 
Figura 9 – Diagrama coleta de dados 
Os dados da vazão do hidrômetro 1(H1) e hidrômetro 2(H2), foram tomados para 
cada instante e aferidos e logo após calculada a diferença de percentual entre as medidas 
H1 e H2( figura 9). 
D% = [(V1 – V2) / V1] * 100% (2) 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13 
em que: 
V1 é o volume registrado pelo hidrômetro H1 (m³); 
V2 é o volume registrado pelo hidrômetro H2 (m³). 
5. RESULTADOS 
Tabela 1 – Diferença em percentual, na coleta de dados em laboratório 
Coleta 
Vazão Hidrômetro 1 (V1) 
(m³/h) 
Vazão Hidrômetro 2 (V2) 
(m³/h) 
D% 
D% = [(V1 – V2) / V1] * 100% 
1 0,0020 0,0020 0 
2 0,0050 0,0049 2 
3 0,0100 0,0098 2 
4 0,0150 0,0147 2 
5 0,2000 0,1950 2,5 
6 0,2500 0,2435 2,6 
7 0,3500 0,3410 2,57 
8 0,4500 0,4400 2,22 
9 0,5500 0,5355 2,63 
10 0,6500 0,6360 2,54
12 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina 
Inicialmente, deve-se destacar que, em condições normais de abastecimento, a presença de 
ar nas redes de distribuição de água é desprezível. Entretanto, há situações 
extraordinárias, onde ocorre o ingresso de volumes significativos de ar no sistema que 
podem alterar o valor do consumo registrado pelos hidrômetros. 
Figura 10 – Diagrama do experimento em laboratório 
Para exemplificar, análise de campo com conjuntos de dois hidrômetros 
instalados em série, a injeção de bolhas de ar, vindas de um compressor tipo “aquário”, em 
seguida o “eliminador de ar” e o segundo hidrômetro para perceber a “diferença” dos 
volumes aferidos (figura 10), verificou-se uma variação máxima na medição do consumo 
registrado no segundo hidrômetro de +2,63% em relação ao consumo registrado no 
primeiro hidrômetro. 
Lembrando que com o orifício para “escape” de ar do eliminador, a possibilidade 
de contaminação da rede de água em casos de enchentes, alagamentos, dejetos de animais 
entre outros, é altíssima, podendo trazer vários problemas a saúde pública. 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Os resultados da pesquisa com o dispositivo denominado “eliminador de ar” demonstrou 
não existir evidência científica do funcionamento deste equipamento. Assim, deve-se 
reafirmar que a solução desejada e não paliativa para a interferência do ar na medição do 
consumo de água se dá por meio de investimentos para reduzir ao mínimo a interferência 
do ar no abastecimento por meio de: 
1. A Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, tem recomendado a 
instalação de ventosas em pontos estratégicos nas adutoras que alimentam a rede de 
abastecimento, tendo por finalidade purgar o ar eventual existente na rede (NBR 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 13 
12218), pelo fato do ar ser mais leve, ele se concentra na parte superior da tubulação, 
local adequado para instalação das ventosas. 
2. Substituição da tubulação encrustada e de diâmetro inadequado, instalando-se 
novas tubulações de diâmetros maiores para escoamento laminar; 
3. Re-estudo da correta localização, instalação e manutenção de ventosas nas redes 
de água, recomendando-se instalações em pontos mais altos da rede de 
abastecimento; 
4. Adoção de medidas comerciais compensatórias por parte das concessionárias, a 
cobrar taxas menores afim de não penalizar os usuários, quando houver paradas de 
abastecimento/manutenção; 
5. Reduzir as paradas técnicas e manutenções nas redes de abastecimento. 
No entanto, sua eficácia não foi comprovada. Não há qualquer normatização ou 
certificação que garanta o desempenho, a qualidade e a segurança na utilização desse 
dispositivo. 
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13 
REFERÊNCIAS 
BRUNETTI, Franco – PLT (Programa Livro Texto) Mecânica dos Fluidos – São Paulo: Prentice Hall, 
2005. 
SILVEIRA, Neto, A.; “Introdução a Turbulência nos Fluidos”, Universidade Federal de Uberlândia, 
Apostila do curso, 2000. 
BRENNEN, C. E. ; “Multiphase Flow”, California Institute of Technology, December 2003. 
ISMAIL, K. A. R., Gonçalves, M. M., Benevenuto, F. J. ; “Instrumentação Básica para 
Engenharia”, Editora da Unicamp, 1998. 
THOME, J. R.; Engineering Data Book III – Wolverine Tube, Inc. (2004-2008). 
SOUZA, Robert Schiaveto de. – Avaliação da influencia de um equipamento eliminador de 
ar na medição de consumo de água numa rede de distribuição. 23º Congresso Brasileiro de 
Engenharia Sanitária e Ambiental. 
MELO, Elton J. - O ar e sua influência na medição do consumo de água. 21º Congresso 
Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. ABES. Anais. Foz do Iguaçu-PR, 1997.

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  • 1. RELAÇÃO BIFÁSICA GÁS/LÍQUIDO E SEU EFEITO NOS MEDIDORES DE VAZÃO TIPO TURBINA Anhanguera Educacional S.A. Trabalho realizado com o incentivo e fomento da Anhanguera Educacional S.A. Correspondência/Contato Alameda Maria Tereza, 2000 Valinhos, São Paulo - 13.278-181 rc.ipade@unianhanguera.edu.br pic.ipade@unianhanguera.edu.br Coordenação Instituto de Pesquisas Aplicadas e Desenvolvimento Educacional - IPADE Publicação: dd de mmm de 2009 Aluno Autor: Igor Silva Guimarães Orientadores: Prof. Dr. Carlos A. de Almeida Vilela; Prof. Dr. Juliano Marcelo de Arruda. Curso: Engenharia Mecânica FACULDADE ANHANGUERA DE ANÁPOLIS ANHANGUERA EDUCACIONAL S.A. Trabalho apresentado no CONIC 2009 (Congresso Nacional de Iniciação Científica). ANUÁRIO DA PRODUÇÃO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DISCENTE RESUMO Vol. XII, Nº. 13, Ano 2009 Um sistema padrão de fornecimento de água residencial consiste em um sistema formado por uma linha de tubulação externa vinda da concessionária, uma válvula de controle de fluxo e um medidor de vazão. Um dos medidores de vazão (hidrômetro) mais comuns utilizados nas áreas urbanas pelas companhias de abastecimento de água, é o tipo turbina ou paletas, por ser um modelo que apresenta boa precisão nas leituras, fácil instalação e baixo custo de manutenção, desde que seja utilizado de maneira correta. A ocorrência de bolhas de ar num sistema de abastecimento de água é resultado de vários fenômenos, entre eles a cavitação nas bombas ou acessórios do sistema, rupturas nas tubulações, racionamento no abastecimento, ou até mesmo, durante uma operação de manutenção de linha. Os medidores tipo turbina são projetados para trabalharem em uma faixa pré definida de vazão, pressão, temperatura e também em meio monofásico, o que é substancialmente alterado pela presença de bolhas de ar na água. Como o medidor não distingue água de ar, apenas gira as paletas em razão da ação fluidodinâmica, este pode acusar uma medida errada pelo fato de contabilizar o meio bifásico como se fosse monofásico. Esta é uma discussão que atualmente tem sido levantada por vários grupos de consumidores, que buscam de alguma forma minimizar esta margem de erro nas leituras através da instalação de instrumentos, que, teoricamente, eliminariam os efeitos das bolhas de ar na passagem pelo hidrômetro mas podem danificar a rede. Discutimos neste trabalho a formação de bolhas e algumas características destas, o funcionamento e a real ou não eficiência destes eliminadores. O projeto foi desenvolvido nos laboratórios de engenharia utilizando as bancadas de fenômenos de transporte disponíveis na unidade. Palavras-Chave: Hidrômetro, escoamento bifásico, visualização do escoamento, medidor de vazão.
  • 2. 2 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina 1. INTRODUÇÃO Medidores de vazão geralmente são elementos sensíveis ao comportamento do escoamento, tais como o perfil de velocidade, a presença de rotação e também à turbulência e variações no meio fluido – (Silveira Neto, 2000); O medidor do tipo turbina é um dos modelos mais utilizados pelas concessionárias de abastecimento de água para medição do volume consumido. E, em algumas concessionárias, utiliza-se também para medir a taxa de esgoto, que é obrigatória, além de se tratar de um instrumento de fácil instalação, baixo custo de manutenção e, principalmente, por apresentar uma qualidade de medição muito boa, com erros da ordem de 0.25%, desde que instalados de forma adequada. Uma das orientações de praticamente todos os fabricantes deste tipo de instrumento é em relação ao regime de escoamento no seu interior, que deve ser laminar e monofásico, caso contrário as medições poderão sofrer desvios em função da desordenarão do fluxo e por isso devem ser corrigidas. Em qualquer sistema de transporte de fluidos, um elemento que mude a direção, obstrua ou dificulte o escoamento, trabalhará a favor da turbulência, consequentemente poderá gerar bolhas de ar (bifásico), além de alterar a própria velocidade do escoamento. Observando instalações comuns destes tipos de medidores, nota-se que em geral o medidor está localizado logo após uma válvula de controle de fluxo e um cotovelo 90º, o que facilita o turbilhonamento e geração de bolhas de ar. A discussão sobre o efeito da turbulência e da presença de bolhas no escoamento ainda não apresenta há um consenso entre a população usuária do sistema, as concessionárias fornecedoras do serviço e as empresas fabricantes dos chamados eliminadores de ar, daí a importância da discussão do assunto de forma técnica. Abaixo segue informações que nos levaram a realizar este estudo: A favor do uso dos eliminadores de ar: - Reduz em até 30% nos valores pagos na conta de água; - Não interferem no funcionamento normal dos hidrômetros; - Aumentam a vida útil do hidrômetro e tubulações; - Não têm peças sujeitas ao desgaste e reposição; - Bloqueiam a entrada de contaminações externas; Contra o uso dos eliminadores de ar: - A concessionária garante que em 99% dos casos não há ar na rede; - É proibido se instalado sem o consentimento da empresa, antes do hidrômetro; Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XII, Nº. 13, Ano 2009 • p. 1-13
  • 3. Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 3 - Não há, segundo a SABESP, comprovação da eficácia do produto por nenhum órgão responsável (Inmetro, por exemplo); - Instalação dos equipamentos antes do hidrômetro também podem contaminar a rede, até no próprio momento da instalação. Fontes: Américo Sampaio - Técnico de Desenvolvimento e Assessoria Tecnológica para a SABESP Marco Aurélio de Toledo Arruda - Engenheiro Civil - Metragem Fábio Triunfo - Diretor da Dolphin Eliminadores de Ar Luciana Melo Costa - Assessora de Comunicação - AESBE (Associação das Empresas de Saneamento Básico Estaduais. Visamos neste projeto estudar a formação de bolhas de ar e analisar a eficiência ou não destes eliminadores de ar, pois existem pouca literatura sobre este tema, e, como vimos, trata-se de algo bastante complexo e ético, uma vez que para as concessionárias o ar não influencia no valor final da conta e para os fabricantes dos eliminadores, o ar é cobrado de forma indevida na conta de água. Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13 2. OBJETIVO O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos do meio bifásico nos medidores, mais especificamente: • avaliar experimentalmente o s efeitos causados por bolhas de ar nos medidores de vazão tipo turbina, conforme BRENNEN (2003); • levantar dados de divergência em função das diversas configurações do meio bifásico e vazão; • contabilizar as divergências observadas. 3. METODOLOGIA O procedimento experimental consiste em uma série de passos padronizados que foram seguidos a fim de minimizar os efeitos externos e assegurar a qualidade das medições. As etapas estão detalhadas a seguir: • Calibração dos instrumentos; • Medições das vazões através dos hidrômetros com e sem a presença de bolhas; • Estudo das características do meio bifásico. Procedimentos experimentais: 1. Calibração dos hidrômetros.
  • 4. 4 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina 2. Acionamento da bomba. 3. Leitura da diferença de vazão entre Hidrômetro 1 e Hidrômetro 2. 4. Leitura da vazão de água, sem a presença de bolhas (hidrômetro 1). 5. Injeção de bolhas. 6. Leitura da vazão de água com presença de bolha (hidrômetro 2). 7. Comparação entre as vazões medidas nos hidrômetros. 8. Volta ao passo 4 alterando a vazão, com a bomba de água e injeção de ar até finalizar as variações previstas. Este procedimento foi elaborado segundo alguns dados obtidos de ISMAIL(1998). 4. DESENVOLVIMENTO Em situação normal de abastecimento de água o ar nas redes está presente em pequena quantidade, ou seja, suas bolhas são de pequeno volume. Já em situações anormais, por exemplo, quando há falhas na entrega de água, o ar entra nas redes ocupando o seu lugar, podendo interferir em maior ou menor volume a medição. Nestes casos, trata-se pressão positiva quando temos o abastecimento normal e pressão negativa quando temos falhas no abastecimento e conseqüente entrada de ar na rede. O ideal é que o sistema de abastecimento sempre esteja trabalhando em pressão positiva, ou seja, a pressão interna da rede de abastecimento seja maior que a pressão atmosférica; caso contrario o ar entrará na rede. Como forma alternativa, há no mercado vários dispositivos que são chamados eliminadores ou bloqueadores de ar, que tem como objetivo a eliminação destas bolhas de ar no cavalete de medição e a consequente redução no valor final pago a concessionária de abastecimento. Em contrapartida, tem-se o auto potencial de contaminação da rede pelo orifício encontrado em alguns destes eliminadores. Figura 1 - Definição de fluido (BRUNETTI, 2005) Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
  • 5. Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 5 Faz-se necessário compreender a definição de fluido: “Fluido é uma substância que não tem uma forma própria, assume o formato do recipiente” BRUNETTI(2005); (figura 1). Classifica-se o estado do fluido em estático ou dinâmico. Em redes de saneamento em funcionamento ideal a água encontra-se em movimento, o que tecnicamente é tratado como cinemática do fluido, tendo esta água uma velocidade, pressão, energia e conseqüente escoamento; sob as leis da cinemática do fluido foi desenvolvido processos para entrega da água nas residências/industrias. A cinemática é a nossa base de estudo para analises em laboratório. Em cinemática do fluido é necessário citar algumas propriedades referentes ao movimento, escoamento, energia e outros. Figura 2 – Escoamento constante e variável (BRUNETTI, 2005) Quanto ao movimento, caracteriza-se em o permanente e variado; no primeiro as propriedades do fluido são invariáveis em cada ponto com o passar do tempo, ou seja, as propriedades do fluido podem variar de ponto para ponto, desde que não haja variações com o tempo. Isso significa que, apesar de um certo fluido estar em movimento, a configuração de suas propriedades em qualquer instante permanece a mesma. Um exemplo prático disso será o escoamento pela tubulação do tanque da figura 2, desde que o nível dele seja mantido constante. Por outro lado regime variado é aquele em que as condições do fluido em alguns pontos ou regiões variam com o passar do tempo. Se no exemplo da Figura 2 não houver fornecimento de água por (1), o regime será variado em todos os pontos. (BRUNETTI, 2005). Figura 3 – Experiência de Reynolds, escoamento laminar e turbulento Quanto ao escoamento, recorre-se à experiência de Reynolds (1883), figura 3, que demonstrou a sua existência e caracterizou em escoamento laminar e turbulento. Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
  • 6. 6 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina Escoamento laminar é aquele em que as partículas se deslocam em lâminas individualizadas, sem troca de massa entre elas, tal como placas planas deslizando umas sobre as outras de forma ordenada. Escoamento turbulento é aquele em que as partículas apresentam um movimento aleatório macroscópico, isto é, a velocidade apresenta componentes transversais ao movimento geral do conjunto do fluido. Este escoamento é muitas vezes evitado pois eleva a perda de materiais dos condutos. O escoamento laminar é o menos comum na prática, mas pode ser visualizado por todos, num filete de água de uma torneira pouco aberta ou no inicio da trajetória seguida pela fumaça de um cigarro. Reynolds(1883) verificou que o fato de o movimento ser laminar ou turbulento depende do valor do numero adimencional dado por: Re = WvD / μ = vD/ (1) Onde: W : massa específica (unidade de medida no SI: kg/m³); μ : viscosidade dinâmica (unidade de medida no SI: N s / m²); Z : viscosidade cinemática (unidade de medida no SI: m² / s); v : velocidade do fluido (unidade de medida no SI m/s); D : diâmetro da tubulação (unidade de medida no SI: m). Esta expressão se chama número de Reynolds e mostra que o tipo do escoamento depende do conjunto das grandezas velocidade, diâmetro e viscosidade cinemática. Ainda se verificou que, no caso de tubos, os seguintes valores, poderiam para definir-se o tipo de escoamento utilizados (BRUNETTI, 2005): Re 2000 = Escoamento laminar 2000 Re 2400 = Escoamento de transição Re 2400 = Escoamento turbulento. Nota-se que o movimento turbulento é variado por natureza, devido às flutuações da velocidade em cada ponto. E após medições iniciais em laboratório foi visto que o fluido em trabalho encontra-se em regime variado e turbulento. Medidor de vazão tipo turbina – Hidrômetro. Os hidrômetros são dispositivos colocados nos cavaletes das redes de distribuição de água com a finalidade de indicar e totalizar, continuamente, os volumes de água consumidos. Estes dispositivos nem sempre funcionam de forma correta e podem, mediante diversos fatores, influenciar na medição dos volumes faturados pelas empresas fornecedoras. Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
  • 7. Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 7 Figura 4 – Hidrômetro tipo turbina A medição de consumos é realizada através de hidrômetro, figura 4, baseado no princípio de funcionamento velocimétrico. Os medidores possuem uma turbina que é acionada pelo fluido em movimento (água ou ar). Ambos, água e ar, deslocam-se em função da diferença de pressão e adquirem velocidades tanto maiores quanto maior for essa diferença. Na turbina do medidor, a velocidade é transformada em pulsos proporcionais (conjunto de engrenagens internas) a sua intensidade e transmitidos a um totalizador de volumes. Neste momento, está sendo medido e registrado o consumo do usuário. É interessante frisar que há limites de velocidades, inferiores e superiores, fora dos quais o hidrômetro não funciona. Para velocidades muito baixas, a energia cinética não é suficiente para girar a turbina; para velocidades muito altas, acontece o fenômeno do patinamento (a turbina gira, mas não aciona o sistema que totaliza o volume). Em ambos os casos, há fluxo de água e/ou ar pelo aparelho, mas não é medido (MELO, 1997). A calibração do hidrômetro é regulamentada pela NBR 8195 e a pressão da água nas redes de abastecimento é regulamentada pela NBR 12218. Sabendo que o desgaste do mecanismo interno de medição (turbina) e incrustação do hidrômetro pode influenciar na medição, forma tal que a combinação destes efeitos mais a presença de ar nas redes potencializam o erro nas medições, prejudicando o consumidor ou concessionária. Condutos Conduto é qualquer estrutura sólida, destinada ao transporte de fluidos. Os condutos são classificados quanto ao comportamento dos fluidos em seu interior, em forçados e livres. O conduto é dito forçado quando o fluido que nele escoa, preenche totalmente a superfície do tubo, não deixando espaços livres, figura 7–a. Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
  • 8. 8 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina Figura 7 – Condutos (BRUNETTI, 2005) O conduto é dito livre quando o fluido em movimento apresenta uma superfície livre, figura 7-b, ou seja há espaço em que o escoamento é bifásico. O ideal de funcionamento nas redes de abastecimento é que a classificação seja sempre forçada, não havendo superfícies livres, que são bolhas de ar na tubulação. Entretanto quando há parada no abastecimento ou manutenção da rede de abastecimento, nos instantes da retomada de fluxo, haverá bolhas de ar na rede assim temos um conduto livre. Eliminadores e bloqueadores de ar. O eliminador de ar é um dispositivo que, como o próprio nome diz, teria o objetivo de retirar o ar das tubulações de água. Não foi encontrado dentre os eliminadores pesquisados a forma técnica de funcionamento do equipamento. Considerada a complexidade do comportamento do fluxo e destas características do dispositivo eliminador de ar para avaliar o comportamento quanto a sua influência nos valores totalizados pelo hidrômetro, o submetemos às condições operacionais da rede. Formas de bolhas de ar em água - THOME(2004)) O padrão de escoamento bifásico horizontal foi utilizado para o estudo por ser desta forma nos cavaletes de medição. Analisando a ação gravitacional entre gás e liquido, os líquidos apresentam-se mais pesados, concentrando em sua maioria na parte inferior do tubo e o gás, por ser mais leve, concentrando em sua maioria na parte superior. Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
  • 9. Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 9 Figura 8 – Tipos de bolhas de ar (Wolverine Tube, Inc – Engineering Data Book III) Classifica-se o escoamento horizontal bifásico (gás/liquido) em: Escoamento com bolhas: As bolhas de gás apresentam-se dispersas no tubo, concentrando-se na parte superior, acima da linha imaginaria central do tubo. Quando há forças ou pressões agindo na tubulação, estas bolhas tenderam a dispersar uniformemente, bastante visualizado após uma bomba ou turbina, ou até mesmo próximo a curvas, onde há mudanças de direção/velocidades, figura 8. Estratificado: Em baixa velocidade haverá separação das duas fases liquido e gás, lembrando que a velocidade está relacionada ao escoamento, se laminar ou turbulento. Este regime caracteriza-se pela divisão entre o gás e liquido respectivamente na parte superior e parte inferior (figura 8). Esta divisão ocorre pois em baixa velocidade propicia o escoamento laminar, não apresentando movimentação transversal das moléculas, e sim deslizando em laminas; o gás, que é mais leve irá se organizar na parte superior do tubo e o liquido na parte inferior, levando a uma divisão estratificada entre eles (figura 8). Estratificado ondulado: Aumentando a velocidade do fluido no regime estratificado haverá formação de ondas, estas se formando na interface dos fluidos, seguindo a direção do escoamento. A amplitude das ondas depende da velocidade entre o fluido e suas cristas Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
  • 10. 10 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina não alcançam o topo do tubo; as ondas sobem no entorno do tubo deixando uma fina camada de liquido no entorno após a passagem da onda (figura 8). Escoamento intermitente: Mais distante do aumento da velocidade do gás, esta interface ondulatória tornou-se bastante larga para a lavagem no topo do tubo. Este regime é caracterizado por maior amplitude da onda na parte superior do tubo e pequena amplitude das ondas no centro. Grandes amplitudes resultam em formação de bolhas. A parede superior do tubo está quase constantemente molhada pelas larga amplitude das ondas e uma fina camada entre estes. O escoamento intermitente é composto pelos regimes de escoamento Plug e Slug e são caracterizados por: Regime Plug: neste regime o liquido está separado do gás, que possui longas bolhas. O diâmetro destas longas bolhas são menores que o do liquido, a fase liquida é continua ao longo do tubo. Este regime também é chamado escoamento de alongadas bolhas (figura 8). Regime Slug: caracteriza-se por alta velocidade do gás e respectivo alongamento das bolhas com diâmetros maiores em relação ao Regime Plug. Há também uma separação nítida entre liquido e gás (figura 8). Escoamento Anular: é caracterizado por maior volume de gás escoando no centro do tubo; o liquido forma uma espécie de anel no entorno do perímetro do tubo, pela maior velocidade e pressão que o gás possui referente ao liquido. A região de transição entre liquido e gás é composta por pequenas amplitudes das ondas (figura 8). Escoamento Misto: Similar ao escoamento anular, diferindo na apresentação de partículas de liquido no interior do tubo, escoando junto ao gás (figura 8). 4.1. Coleta de dados A coleta de dados no laboratório de mecânica dos fluidos da Faculdade Anhanguera de Anápolis, seguiu-se conforme determinado na metodologia e procedimentos experimentais. Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
  • 11. Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 11 Figura 9 – Diagrama coleta de dados Os dados da vazão do hidrômetro 1(H1) e hidrômetro 2(H2), foram tomados para cada instante e aferidos e logo após calculada a diferença de percentual entre as medidas H1 e H2( figura 9). D% = [(V1 – V2) / V1] * 100% (2) Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13 em que: V1 é o volume registrado pelo hidrômetro H1 (m³); V2 é o volume registrado pelo hidrômetro H2 (m³). 5. RESULTADOS Tabela 1 – Diferença em percentual, na coleta de dados em laboratório Coleta Vazão Hidrômetro 1 (V1) (m³/h) Vazão Hidrômetro 2 (V2) (m³/h) D% D% = [(V1 – V2) / V1] * 100% 1 0,0020 0,0020 0 2 0,0050 0,0049 2 3 0,0100 0,0098 2 4 0,0150 0,0147 2 5 0,2000 0,1950 2,5 6 0,2500 0,2435 2,6 7 0,3500 0,3410 2,57 8 0,4500 0,4400 2,22 9 0,5500 0,5355 2,63 10 0,6500 0,6360 2,54
  • 12. 12 Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina Inicialmente, deve-se destacar que, em condições normais de abastecimento, a presença de ar nas redes de distribuição de água é desprezível. Entretanto, há situações extraordinárias, onde ocorre o ingresso de volumes significativos de ar no sistema que podem alterar o valor do consumo registrado pelos hidrômetros. Figura 10 – Diagrama do experimento em laboratório Para exemplificar, análise de campo com conjuntos de dois hidrômetros instalados em série, a injeção de bolhas de ar, vindas de um compressor tipo “aquário”, em seguida o “eliminador de ar” e o segundo hidrômetro para perceber a “diferença” dos volumes aferidos (figura 10), verificou-se uma variação máxima na medição do consumo registrado no segundo hidrômetro de +2,63% em relação ao consumo registrado no primeiro hidrômetro. Lembrando que com o orifício para “escape” de ar do eliminador, a possibilidade de contaminação da rede de água em casos de enchentes, alagamentos, dejetos de animais entre outros, é altíssima, podendo trazer vários problemas a saúde pública. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Os resultados da pesquisa com o dispositivo denominado “eliminador de ar” demonstrou não existir evidência científica do funcionamento deste equipamento. Assim, deve-se reafirmar que a solução desejada e não paliativa para a interferência do ar na medição do consumo de água se dá por meio de investimentos para reduzir ao mínimo a interferência do ar no abastecimento por meio de: 1. A Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, tem recomendado a instalação de ventosas em pontos estratégicos nas adutoras que alimentam a rede de abastecimento, tendo por finalidade purgar o ar eventual existente na rede (NBR Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13
  • 13. Relação bifásica gás/liquido e seu efeito nos medidores de vazão tipo turbina – Igor Silva Guimarães 13 12218), pelo fato do ar ser mais leve, ele se concentra na parte superior da tubulação, local adequado para instalação das ventosas. 2. Substituição da tubulação encrustada e de diâmetro inadequado, instalando-se novas tubulações de diâmetros maiores para escoamento laminar; 3. Re-estudo da correta localização, instalação e manutenção de ventosas nas redes de água, recomendando-se instalações em pontos mais altos da rede de abastecimento; 4. Adoção de medidas comerciais compensatórias por parte das concessionárias, a cobrar taxas menores afim de não penalizar os usuários, quando houver paradas de abastecimento/manutenção; 5. Reduzir as paradas técnicas e manutenções nas redes de abastecimento. No entanto, sua eficácia não foi comprovada. Não há qualquer normatização ou certificação que garanta o desempenho, a qualidade e a segurança na utilização desse dispositivo. Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente • Vol. XI, Nº. 12, Ano 2008 • p. 1-13 REFERÊNCIAS BRUNETTI, Franco – PLT (Programa Livro Texto) Mecânica dos Fluidos – São Paulo: Prentice Hall, 2005. SILVEIRA, Neto, A.; “Introdução a Turbulência nos Fluidos”, Universidade Federal de Uberlândia, Apostila do curso, 2000. BRENNEN, C. E. ; “Multiphase Flow”, California Institute of Technology, December 2003. ISMAIL, K. A. R., Gonçalves, M. M., Benevenuto, F. J. ; “Instrumentação Básica para Engenharia”, Editora da Unicamp, 1998. THOME, J. R.; Engineering Data Book III – Wolverine Tube, Inc. (2004-2008). SOUZA, Robert Schiaveto de. – Avaliação da influencia de um equipamento eliminador de ar na medição de consumo de água numa rede de distribuição. 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. MELO, Elton J. - O ar e sua influência na medição do consumo de água. 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. ABES. Anais. Foz do Iguaçu-PR, 1997.