Monitoramento de Nível de Reservatório de Água

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE EXTENSIONISTA III 
 MONITORAMENTO DE NÍVEL DE RESERVATORIO DE ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
DENIS SILVA DOS SANTOS – RU: 1204625 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MACAPÁ – AP 
2024 
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DENIS SILVA DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE EXTENSIONISTA III 
 MONITORAMENTO DE NÍVEL DE RESERVATORIO DE ÁGUA 
 
Trabalho apresentado à UNINTER como quesito 
Avaliativo da disciplina de Atividades Extensionista 
III do Curso de Bacharel em Engenharia Elétrica. 
Orientador: Prof. Charles Way Hun Fung. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Macapá -AP 
2024 
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RESUMO 
 
 O relatorio tem a finalidade de desmostrar de forma pratica a contrução de um circuito 
de monitoramento de nível de reservatorio de água para coleta de dados que serão utilizados para 
mensurar o consumo medio mensal de uma residencia, neste caso, com 6 pessoas. A ideia é por em 
partica os ensinamentos em aulas anteriores na montagem de circuitos tanto didaticamente quanto de 
forma funcional e fazer uso desse conhecimento na coleta de dados que serão usados para a finalidade 
do projeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SUMARIO 
INTRODUÇAO...............................................................................................4 
PLANEJAMENTO E METODOLOGIA..........................................................5 
DESENVOLVIMENTO...................................................................................6 
RESULTADOS.............................................................................................11 
CONCLUSAO...............................................................................................14 
REFERENCIAS............................................................................................14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
 A demanda cada vez maior para consumo de água, tanto domestica quanto industrial, faz com 
que o uso de tecnologias seja cada vez mais eficiente para reduzir esse consumo bem como reutilizar 
esse recurso natural racionalmente. Essas inovações ocorrem em sua grande maioria nas industrias, 
onde o custo da utilização da água em seus processos são onerosos e em alguns casos escassos, 
tornando assim sua reutilização uma nota etapa de custo para um determinado produto. 
 No caso das residencias, essas tecnologia são insignificantes ou inexistentes, fazendo assim 
um consumo não muito ordenado e conciente da água. A única preoculpação de muitas familias é 
somente com o valor da conta em si, e não o uso coerente da água. A forma que podemos utilizar para 
iniciar uma conciencia de uso é aproveitando para inserir uma tecnologia que possa ajudar no controle 
desse consumo, demostrado como um simples monitor de nível da caixa d´água, onde os usuários 
poderam ver quanto realmente é o consumo de água na residencia. Em alguns casos onde são 
utilizados bombas para encher os reservatorios esse monitoramento tambem pode ajudar na redução 
da utilização da bomba contribuindo para diminuição do consumo com energia elétrica. 
 A figura abaixo (figura 1) demostra o que será feito neste projeto, a ideia é simples porém 
eficiente para iniciar um circuito de medição de nível de água em qualquer reservatório utilizando led, 
transistores e resistores. 
 
 
 
 
Figura 1- Modelo do circuito (imagem livre da internet ) 
 
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Planejamento e metodologia 
 
 Para se dar o inicio do projeto conforme o pretendido no relatório buscou-se uma pesquisa em 
aulas anteriores e na internet sobre a montagem e cacteristicas dos componentes a serem usados. 
Nesta figura temos o projeto do circuito a ser montado em protoboard e posteriormente testado antes 
da soldagem dos componentes. A instalação do projeto será em uma residência localizada na cidade 
de Macapá - AP 
 
 
Figura 2- Modelo em protoboard (imagem livre da internet) 
 Materiais a serem utilizados 
1- Protoboad 
2- Resistores 330Ω 
3- Transistores BC-548 
4- Leds 
5- Fonte simétrica 
6- Fios rigidos de 0,5mm 
7- Recipiente para água 
8- Software Simulide para simular o circuito 
 
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Desenvolvimento 
 
 Antes de inicir a montagem do circuiro em protoboard foi utilizado o simulador (figura 3) para 
melhor visualizar o projeto e verificar sua funcionalidade como mostrado na figura abaixo. Pode-se ver 
que na simulação o circuito esta em funcionamento com os leds de marcadores de nível 0%, 25% e 
50% indicando o mesmo. Foi utilizado chaves para demostrar os parametros dos eletrodos que serão 
submersos no reservatório indicando os neíveis da água quando em contato. 
 
Figura 3- Circuito em simulador Simulide 
 
 Nesta proxima imagem (figura 4) ja se encontra a protoboard devidademente montada para 
teste do circuito conforme o diagrama do simulador e com as especificações dos materias listados. 
 
Figura 4- Circuito montado em protoboard 
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Na imagem abaixo (figura 5) pode-se ver o circuito em funcionamento com seus leds 
indicadores todos acesos indicando seus respectiveis níveis, que neste caso são: led vermelho para o 
nível 0%, led amarelo para o nível 25%, leds verdes para as indicações de níveis de 50%, 75% e 100%. 
Durante os testes foram utilizados as tensões de 5V, 10V e 12V. 
 
 
 
Figura 5- Circuito em teste 
 
 Nesta proxima imagem (figura 6) temos o teste de simulação das mudanças de níveis para 
baixo, como pode ser visto com os leds verdes sendo apagados com a “queda” do nível de água. 
 
 
Figura 6- Circuito em teste 2 
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 A imagem abaixo (figura 7) mostra o circuito em 12V montado já em teste com os eletrodos no 
recipiente de água simulando em 100% de nível. 
 
Figura 7- Teste com eletrodos na água 
 
 Nesta proxima imagem (figura 8) o teste ja simula a queda do nível da água para 75% do 
reservatório conforme o desligamento do led superior. 
 
Figura 8- Teste de nível 
 
 
 
 
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Optou-se primeiramente pelo uso de uma bateria de 9V no circuito montado para 
funcionamento final, no entanto, será utilizados uma fonte de roteador de 12V ligado a rede da 
residencia em 127V. 
 
Materias utilizados nesta montagem 
1- Caixa 4x2 para tomada 
2- Tampa cega 4x2 
3- Leds (vermelho, amarelo e verde) 
4- Transistores BC-548 
5- Resistores de 330Ω 
6- Ferro de solda 40W 
7- Solda estanho 
8- Cado de rede (15mt) 
9- Fonte de 12V 
10- Fita isolante 
11- Tubo PVC 20mm (90cm) 
 
 
Figura 9- Circuito montado em caixa 4x2 
 
 Inicialmente foi feita a soldagem dos componentes e furação da placa para fixação do leds e 
do circuito. Houve uma certa dificuldade na fixação do mesmo dentro da caixa 4x2, onde ocorreu o 
rompimento de algumas soldas e o contato de alguns terminais dos eletrodos ocasionando problemas 
no sinal. Devido a essas dificuldades, foi realizado testes a cada parte do circuito a medida em que 
eram soldados e montados. A falta de experiencia e intimidade com esse trabalho demandou um grau 
a mais de paciência e atenção aos detalhes para a efetivação do circuito. 
 
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 Nesta imagem (figura 10) ja temos o circuito devidamente montado e testado pronto para iniciar 
o experimento proposto neste relatório. A fixação dos eletrodos (Tubo de PVC) na caixa d´gua foi 
trabalhosa devido os fios ja estarem conectados e não haver uma passagem adequada para os cabos. 
Devido ser uma fase de testes os mesmo ficaram aparentes e um pouco desorganizados, no entanto, 
funcional e atendendo as expectativas. 
 
 
Figura 10- Projeto montado para instalação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Resultados 
 
 Com o equipamento devidamente instalado e ligado a rede, já obtivemos os primeiros rsultados 
dos níveis de águado reservatório. Em uma inspesão visual durante a instalação foi verificado que a 
caixa estava entorno de 25% de sua capacidade. A caixa d´agua da residencia possui capacidade para 
1.000 litros e é abstecida por um poço artesiano com bomba submersa. 
 A imagem a seguir (figura 11) mostra o circuito em funcionamento e com indicações 
condizentes com os níveis visuais realizados durante a instalação. Como pode-se observar com os leds 
indicadores de 0% e 25% acesos. De inicio foi deixado a noite para verificação de consumo e teste da 
baixa de nível de água com indicação dos leds. 
 
 
Figura 11- Projeto instalado em funcionamento 
 
 Na manha seguinte a bomba d´agua foi acionada para completar o reservatório para assim dar 
continuidade no experimento. O foco é mensurar o consumo médio de água na residencia composta 
por 6 pessoas ao longo do mês e realizar o custo mensal do mesmo, bem como o custo com a energia 
diretamente no sistema de abstecimento de água. Durante as medições da primeira semana foi notado 
uma perda siguinificativa de água no reservatório ocasionado por um vazamento na tubulação 
subterrânea na area da lavanderia, algo que não havia sido notado antes. Segundo os calculos a perda 
era, em média, de 60 litros de água por dia. A perda ficou mais evidente quando a residencia ficou vazia 
por três dias e com a caixa d´agua completamente cheia. No retorno a casa notou-se a diferença de 
nivel mesmo não havendo consumo de água. Depois dos devidos reparos e melhor reposionamento 
dos eletrodos de posição o problema foi sanado obtendo melhor aproveitamento do projeto. 
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 Nesta proxima imagem temos o circuito em pleno funcionamento indicandoos valores dos 
níveis de água da caixa. 
 
Figura 12 - Marcadores de níveis em funcionamento 
 
 Durante 30 dias, de acordo com a tabela a seguir temos dados para começar os calculos de 
consumo de água bem como do uso da bomba e seu consumo de energia elétrica. Para termos uma 
noção de custo foi adotado o valor cobrado por cada metro cubico água pela concessionária de 
abastecimento, uma vez que a residência não esta ligado a rede de abastecimento e não sofre 
cobrança desse serviço ainda. 
 De acordo com dados fornecidos pela concessionária o valor do metro cúbico residencial é de 
acordo com a faixa de consumo, que no caso em questão ficou em R$ 4,45 sem a incidencia de outros 
valores (impostos e etc.). Seguindo a proposta do relatório, mensuramos tambem o valor do uso da 
bomba d´agua nestes calculos, para termos didaticos e posteriores. 
 Em seu nível de 0% até 100% a bomba leva em torno de 30 minutos para encher 
completamente os 1.000 litros do reservatório, nisso pode-se notar que a capacidade de vazão da 
bomba é de 2.000 litros/hora tendo a potencia nominal de 0,5CV (~368W/127V). 
 Levando em consideração ao tempo de uso mensal da bomba, de acordo com numero de 
acionamentos na tabela abaixo, sua utilização foi de mais ou menos 24 hora. Seguindo esse raciocínio 
o custo médio mensal do consumo da bomba ficou em torno de R$22,50 (tarifa de R$0,95 por cada 
Kw/h). 
 
 
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Tabela 1- Medições de consumo 
 
TABELA DE CONSUMO DE ÁGUA RESERVATÓRIO DE 1.000 
LITROS 
DIA CONSUMO DIARIO (LITROS) ACIONAMENTO DA BOMBA 
1 600 1 
2 200 1 
3 400 1 
4 1400 2 
5 1000 2 
6 200 1 
7 200 1 
8 60 0 
9 60 0 
10 60 0 
11 800 1 
12 400 1 
13 1200 2 
14 400 1 
15 600 1 
16 200 0 
17 200 1 
18 1000 2 
19 1000 2 
20 400 1 
21 500 1 
22 0 0 
23 200 0 
24 200 1 
25 400 1 
26 2000 2 
27 500 1 
28 1600 2 
29 1500 2 
30 200 1 
TOTAL 17480 32 
 
 Segundo dados da tebela de aferição o consumo médio de 30 dias ficou em torno de 17,5 m³ 
de água, o que seria , em uma eventual cobrança, um custo de R$77,85 de fatura de água. Levando 
em consideração que de seus 6 usuário, 5 deles utilizam a casa durante o periodo noturno e finais de 
semana. Segundo informações da própria concessionária o consumo médio por pessoa na cidade 
Macapá-Ap é de 5,4m³, que no caso em questão poderia chegar a 32,6m³, no entanto ficou com um 
pouco mais da metade da média. É bom relembrar que o monitoramento mostrou um vazamento na 
rede que até então não havia sido detectado antes da instalação do projeto. 
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Conclusão 
 
 O projeto proposto desde a pesquisa inicial ate sua aferição efetiva apresentou resultados que 
puderam ser analizados, apesar de aparentar ser um circuito simples a montagem do mesmo apontou 
uma certa cobrança de habiliades para sua confecção e instalação. A proposta da ideia foi alcançada 
e trouxe os resultados esperados. O projeto ajudou a definir outros parametros para o consumo de 
água na residência, como a duplicação do reservatório para 2.000 litros, o que fará com que o 
acionamento da bomba d´agua seja feito uma vez a cada dois dias em média. A ideia do medidor do 
nível de água foi tão interesante que foi proposto a adição de um circuito para conferir de forma 
automatica o numero de acionamentoda bomba e, posteriormente a instalação de um relé automatico 
diretamente do circuito de nível contador para a chave magnética de ligação, não sendo mais 
necessario anotações de ciclos de enchimento do reservatório de água. Portanto considero satisfatorio 
o ganho de conhecimento e aprendizado na confecção do circuito, apesar dos desafios e dificuldades 
durante a execução. 
 
 
Referencias 
 
 FOGGETTI, C. Gestão ágil de projetos. São Paulo: Pearson, 2014 
- SEDRA, A. S., SMITH, K. C.. Microeletrônica . . Makron Books:São Paulo, 2000. 
How to make LOW Level and FULL Level Alarm with Level Indicator (youtube.com) 
MEDIDOR DE NÍVEL, DE CAIXA D'AGUA,, CASEIRO !Fácil , Sem CI, Sem PCB . - YouTube 
 
Link do video de apresentação 
https://youtu.be/ZWCpOIWADw0?feature=shared 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=idMgV8YTucw
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