A telemetria e a telemedição descomplicam e potencializam a performance no saneamento porque automatizam, controlam e monitoram os reservatórios e Estações Elevatórias de Água (EEAs) e Esgoto (EEEs), Estações de Tratamento de Água (ETAs) e Esgoto (ETEs), pontos de macromedição de vazão e pressão, Estações Pressurizadoras de Água Tratada (Boosters) e demais estações. 
As duas ferramentas fazem a leitura e a aquisição de dados de campo e a configuração remota dos instrumentos. “A telemetria e a telemedição tornam flexível visualizar e monitorar as variáveis de campo e operar uma planta a distância, sendo possível modificar ranges, abrir e fechar válvulas, ligar e desligar motores. Tudo remoto, sem dependência de infraestrutura física ou presença de operador em campo, desde que se tenham conexão acessível e instrumentos disponíveis na rede” – salienta Carlos Urbano, diretor de industrial automation da Schneider Electric Brasil.
Quando a água vem da captação, chega em estado bruto e precisa ser tratada. “Passa, então, pela decantação, floculação, filtração e demais processos que dependem de controles automatizados. São malhas de controle que podem, por exemplo, dosar cloro, flúor e coagulantes, conforme a situação da água que chega à ET” – explica Gabriel Dallacqua, Key Account especialista em Saneamento da Novus Automation.
Os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) e inversores de frequência fazem parte desse sistema e ajudam no processo dentro da estação de tratamento. “A filtração exige automatismo tanto no controle de filtragem quanto na etapa de lavagem do filtro, quando é usado um fluxo inverso de água para tirar a sujeira. Automatizado, esse processo invertido é eficiente na separação da água limpa e água de limpeza” – ressalta Dallacqua. 
“A telemetria e a telemedição são ferramentas imprescindíveis que facilitam, agilizam e constituem meio operacional confiável para o controle do processo em ETAs/ETEs” – afirma Tiago da Silva Rodrigues, diretor executivo na Vector Engenharia e Sistemas de Automação. Segundo Rodrigues, estes sistemas, entre outros, automatizam as tarefas recorrentes/repetitivas e minimizam:
• A interferência das falhas e limitações humanas decorrentes da exaustão física e mental; 
• A limitação física para se deslocar em grandes distâncias em um dado tempo;  
• A padronização e a repetitividade na execução de procedimentos: leitura de variáveis analíticas; 
• A tempestividade na supervisão de eventos e/ou alarmes; 
• São consistentes na execução de ações com intervalos de tempo: frequência de leituras, comandos etc; 
• Tratam concorrentemente grande quantidade de dados: leituras, alarmes e comandos; 
• Soma-se a estes sistemas a capacidade de modelagem e da análise das informações.

Em alta
Para Dallacqua, da Novus, a telemetria e a telemedição estão em alta nos sistemas de distribuição e não são aplicáveis em estações de tratamento porque são ambientes controlados. Então, segundo ele, não é preciso monitorar pontos porque não são remotos, mas estão dentro de uma estrutura. “A distribuição dispõe de um sistema de envio de água para a população e de um sistema de captação pelo campo para o esgoto. Aí, sim, aplica-se a telemetria, que otimiza a logística de todo o processo. Antigamente, era preciso enviar equipes para monitorar pontos de elevatória e de macromedição, e a telemetria dispensa esse deslocamento” – explica Dallacqua.

Com a resposta mais rápida do sistema, as diversas variáveis monitoradas da distribuição, como vazão, pressão e nível, chegam ao Centro de Controle Operacional (CCO) com agilidade e facilitam nos comandos remotos. “As tecnologias de IoT vêm sendo aprimoradas. Antes, fazia-se telemetria, mas com tecnologias que hoje estão perdendo eficiência quanto aos equipamentos conectados na rede. Se os equipamentos dependem de bateria, tendência no setor, temos protocolos para economia de bateria, como MQTT*. Outros, como Low Power Wide Area (LPWA), NBIoT e Cat-M1, são protocolos de IoT e a Novus trabalha para implementar essas tecnologias” – discorre Dallacqua.

Vantagens e resultados da telemetria, segundo a Vector:
a) Melhoria do desempenho qualitativo e quantitativo na qualidade da água tratada;
b) Otimização do consumo de produtos químicos no tratamento;
c) Otimização do consumo de energia elétrica nas plantas;
d) Composição de base de dados histórica/modelo do comportamento operacional das plantas sob diversas condições de trabalho: chuva, alta vazão, alta carga poluidora etc., proporcionando melhor conhecimento do efluente de chegada e do processo, além de referência para estudos de melhorias;
e) Tempestivo suporte para a tomada de decisões.

Outras três vantagens da telemetria, de acordo com a Schneider Electric:
1. Excelente disponibilidade. Seja qual for a tecnologia de transmissão, o sistema de telemetria está disponível 24/7, sem interrupções e independente da ação humana e da condição de estar bem dimensionado.
2. Infraestrutura otimizada. Sistemas de água e esgoto são bem distribuídos e a infraestrutura para cabeamento, lançamento de eletrodutos, cabos e multicabos é reduzida com o uso de telemetria. Sua utilização se converte em otimização de tempo e de investimentos.
3. Redução de homem-hora (HH). Devido à alta disponibilidade do sistema, a telemetria dispensa grande parte do HH necessário para realizar medições de campo, porque traz toda a informação de forma remota. Além disso, as equipes já não estão concentradas em ler e adquirir dados de campo e podem se dedicar a outras partes mais importantes do negócio, como o atendimento às demandas e necessidades dos clientes.
“Em um município que não possui sistema de telemetria, é a população que avisa a companhia de água e esgoto quando ocorre uma falha no abastecimento” – comenta Eduardo Grachten, diretor na Alfacomp Automação Industrial.

Conforme a Alfacomp, a telemetria do saneamento é importante para:
• Economizar energia;
• Diminuir custos com insumos e manutenção;
• Garantir o abastecimento da população;
• Monitorar, em tempo real, o funcionamento de estações elevatórias, reservatórios, medidores de vazão e demais dispositivos elétricos e hidráulicos do sistema;
• Armazenar e apresentar dados históricos sobre a qualidade do abastecimento;
• Alarmar vazamentos, falhas de operação, falhas de equipamentos, intrusões, valores anormais de níveis, pressões e vazões;
• Prevenir e minimizar perdas;
• Garantir a qualidade dos serviços prestados.

Resolução de problemas
Problemas em telemetria ou telemedição nas Estações de Tratamento de Água, Efluentes e Esgoto e respectivas soluções.

Perdas de águas
Estima-se uma média de 40% de perdas de águas desde a captação até a chegada na casa dos consumidores, ou seja, quase metade do volume é perdido por vazamentos. “Esse é um problema que a telemetria é capaz de resolver. Se forem espalhados sensores na rede para medir pressão e vazão, é possível saber o índice de perdas por mensuração” – diz Dallacqua, da Novus.
Segundo ele, em um estudo top-down, por exemplo, pode-se usar um macromedidor de um Distrito de Medição e Controle (DMC), que consiste em dividir uma rede de abastecimento de água em áreas, para verificar quanto de água passou. “Compara-se esse indicador com a micromedição dos consumidores. 
A conta indicará as perdas” – explica. 
Outro método capaz de indicar o volume de perda é avaliar a vazão mínima noturna. “Teoricamente, o sistema está com as caixas cheias e o consumo efetivo nas madrugadas é baixo. Excluindo o consumo neste período do dia, é possível identificar uma margem de perda na distribuição” – aponta Dallacqua.

Problemas e soluções apontados pela Vector:
Problema: 
Desvios e interferências nas medições devido ao acúmulo de sólidos/carga orgânica nos sensores/sondas de medição. 
Soluções:

Problema: 
Degradação da vida útil dos equipamentos de telemedição devido ao ataque químico dos gases das ETAs/ETEs. 
Solução: 
Melhorar o acondicionamento.

Problema: 
Interferência/variação nas características da amostra devido à distância entre o ponto de coleta e o instrumento analítico. 

Solução: 
Torre de equalização e recirculação rápida.

Sistema mal dimensionado
Em telemetria, os problemas aparecem quando o sistema não é bem dimensionado.
No caso da tecnologia 3G ou GPRS, a disponibilidade da rede, segundo Urbano, da Schneider Electric, é um aspecto crítico. “Áreas que não têm boa cobertura 3G podem interromper ou impactar a transmissão das variáveis de processo. Via rádio ou satélite, o mal dimensionamento do sistema também causa problemas de transmissão de dados” – ressalta. 
Para resolvê-los, é necessário aprofundado estudo de enlace. “Levando em conta diferentes aspectos da área de instalação: condições de terreno, topologia, interferências físicas, áreas de sombras e plano sólido de manutenção dos modens” – explica Urbano.

Exemplos da Alfacomp de problemas do saneamento que a telemetria pode resolver:
1) Controle do nível de reservatórios via telemetria

A informação de nível do reservatório é transmitida via Centro de Controle Operacional (CCO) para a estação elevatória. A remota da elevatória controla as bombas conforme 
setpoints de liga e desliga ajustados pela operação. Os operadores do CCO acompanham todo o funcionamento. 
2) Controle de perdas – Setorização
A setorização da distribuição de água e a instalação de macromedidores de vazão propiciam avaliar as perdas em cada setor ao comparar os volumes macromedidos e micromedidos.

3) Controle de perdas – Alteração da curva do nível de reservatório
O comportamento da curva histórica do nível de um reservatório pode indicar uma ruptura de adutora quando se percebe que o enchimento está demorando mais e o esvaziamento demorando menos.

4) Controle de perdas – Alteração da curva de pressão da rede
A queda de pressão na saída das elevatórias e boosters e em pontos de medição da pressão da rede pode indicar uma ruptura de adutora. Os boosters irão aumentar o bombeamento na tentativa de manter a pressão ajustada no setpoint.

5) Balanceamento da distribuição de água
Quando a produção não dá conta do consumo – Nos períodos de seca, quando chove e água fica embarrada ou quando ocorre alguma quebra de equipamento na estação de tratamento, pode haver desabastecimento. 
A telemetria auxilia no redirecionamento e redistribuição de água para os reservatórios com níveis mais críticos.

6) Otimização do consumo de energia
Contrato horosazonal – O sistema de telemetria contribui para a economia de energia quando se contrata a tarifa horosazonal da concessionária. O estabelecido é não consumir dentro do horário de ponta. Os bombeamentos são ajustados para entrar no horário de ponta com os reservatórios cheios. Enquanto a operação das elevatórias é minimizada durante o horário de ponta.

7) Alarme de extravasão de esgoto 
As Estações Elevatórias de Esgoto (EEE) são programadas para o controle do bombeamento de acordo com o nível do poço de captação. A lógica de funcionamento é local. A telemetria ajuda a monitorar e alarmar situações anormais de funcionamento. O risco maior é o de extravasão, quando o efluente alcança o nível máximo e vaza para o meio ambiente ou a vizinhança. 

Tipos de tecnologias   
A Novus oferece tecnologia e equipamentos, como os registradores de dados para sistemas analíticos. Em um sistema de tratamento, é preciso medir, entre outros, cor, turbidez e condutividade da água. Um registrador envia os dados das medições para o sistema.  

Tecnologias avançadas de Telemetria e Telemedição utilizados hoje nas Estações de Tratamento, segundo a Vector:
a) Adoção de telemedição de variáveis analíticas com contrato de serviço por desempenho;
b) Instalação de instrumentos analíticos com sistemas de autolimpeza e autocalibração;
c) Controle da taxa de consumo de oxigênio nos tanques de aeração para otimizar o consumo de energia elétrica nas ETEs; 
d) Controle da idade do lodo, razão de retorno e relação Alimento x Microrganismos nas ETEs;
e) Balanço de massa e energia elétrica em tempo real;
f) Adoção de sistemas de automação com arquitetura integrada e base de dados única.
O investimento está voltado cada vez mais às tecnologias sem fio Wireless para a transmissão das variáveis de processo: rádios, dataloggers e soluções integradas a sistemas sem fio: medições de nível de efluente e níveis ambientais, de pressão de linha e de vazão com log de eventos. “São soluções completas que abrangem desde a medição, o armazenamento de dados, a transmissão sem fio desses dados e a aquisição das informações em um servidor local acessíveis a qualquer hora e lugar” – destaca Urbano, da Schneider Electric.
Segundo ele, os instrumentos analógicos convencionais e as medições locais estão sendo substituídos por medições distribuídas, com transmissão sem fio e acesso remoto. O que propicia não somente a visualização das variáveis, mas também a configuração remota dos instrumentos: ranges, alarmes, limites de processos etc.

Exemplo da Alfacomp de sistema de automação e telemetria de um reservatório de remota de estação elevatória, utilizando:
• Transmissores de pressão da sucção e recalque;
• CLP com módulo de leituras analógicas;
• Multimedidores elétricos; 
• Rádio modem para comunicar com o CCO;
• Detetor de invasão;
• Alarme sonoro.

Telemetria, fator decisivo
Na época em que o sistema de telemetria do Simae de Joaçaba, Herval D’Oeste e Luzerna, em Santa Catarina (SC), foi implantado, em 1998, era estimado que a ETA precisaria ser ampliada antes de 2000 porque não daria conta do aumento do consumo. Grachten, diretor da Alfacomp, afirma que o sistema de telemetria foi fator decisivo na redução de perdas que passou rápido de 50% para 25%. O resultado é que, até recentemente, a produção da ETA continuou dando conta do consumo dos três municípios.

Analisador bem compacto
Hoje, a rapidez na visualização de dados e para fazer os ajustes necessários é fundamental para o processo. O tratamento da água avança em digitalização e os analisadores para os parâmetros da água, como pH, turbidez, cloro e flúor, essenciais para o controle da qualidade da água, também evoluíram para atender à essa nova demanda no setor. 

A Burkert, por exemplo, dispõe do 8905 OALab, analisador on-line multiparâmetro que, além dessas variáveis, faz análise de ferro, condutividade e Potencial de Oxi-Redução (ORP). “Bem compacto, com pouco uso de água para análise e pouca manutenção, o 8905 utiliza método de medição por cubos, no qual não é preciso usar reagentes, e a medição é feita de forma prática e confiável” – afirma Beatriz Batista, Field Segment Manager water da Burkert Brasil.
Este analisador monitora os principais parâmetros físico-químicos para verificar a qualidade final da água e envia os dados pela telemetria, por protocolos digitais ou analógicos, a uma central de controle on-line. A amostra é analisada 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem interrupções. “Com respostas imediatas de qualquer alteração na qualidade da água, a intervenção no processo é rápida e efetiva por trabalho remoto com telemetria” – conclui Beatriz Batista. 

Siglas:
MQTT – Message Queue Telemetry Transport é um protocolo de comunicação IoT máquina a máquina caracterizado por sua leveza no transporte de mensagens. 

CAT-M1 e NBIOT – Para as conexões de Internet das Coisas (IoT).

 

Contato das empresas
Alfacomp: www.alfacomp.net
Burkert: www.burkert.com.br
Novus Automation: www.novus.com.br
Schneider Electric: www.se.com
Vector: www.vector.com.br