Estudo Comparativo Entre o IDM dos Medidores Velocimétricos, Volumétricos e Ultrassônicos

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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO 
DIRETORIA DE CIÊNCIAS EXATAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estudo Comparativo Entre o IDM dos Medidores Velocimétricos, 
Volumétricos e Ultrassônicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo/SP 
2016
 
1 
 
EVANGÉLIO DE JESUS COSTA 
HUMBERTO DOS SANTOS 
INGRID LOUISE LOPES SILVA 
TIAGO DE JESUS LOPES 
 
 
 
 
Estudo Comparativo entre o IDM dos Medidores Velocimétricos, 
Volumétricos e Ultrassônicos 
 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso submetido 
a coordenação do curso de Engenharia 
Civil da Universidade Nove de Julho, como 
requisito parcial para obtenção do grau de 
Engenheiro (a) Civil. 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Me. Adalberto Francisco Chagas 
Co-orientador: Prof. Me. Thiago Garcia da Silva Santim 
 
 
 
 
 
 
São Paulo/SP 
2016 
 
2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santos et al, Humberto dos. 
 
Índice de desempenho da medição 
Estudo comparativo entre o IDM dos medidores velocimétricos, 
volumétricos e ultrassônicos, Humberto dos Santos,Evangélio de Jesus 
Costa, Ingrid Louise Lopes Silva, Tiago de Jesus Lopes.- 2016. 
 
87 p.; il.; 30 cm 
 
Trabalho de conclusão de curso submetido a coordenação do curso de 
Engenharia Civil da Universidade Nove de Julho, como requisito parcial para 
obtenção do grau de Engenheiro Civil. 
 
Orientador: Prof. Me. Adalberto Francisco Chagas 
Co-orientador: Prof. Me. Thiago Garcia da Silva Santim 
 
Palavras-chave: hidrômetro; perda aparente; micromedição, fadiga, IDM 
 
 
 
3 
 
EVANGÉLIO DE JESUS COSTA 
HUMBERTO DOS SANTOS 
INGRID LOUISE LOPES SILVA 
TIAGO DE JESUS LOPES 
 
 
Estudo Comparativo entre o IDM dos Medidores Velocimétricos, 
Volumétricos e Ultrassônicos 
 
 
Trabalho de conclusão de curso submetido 
a coordenação do curso de Engenharia 
Civil da Universidade Nove de Julho, como 
requisito parcial para obtenção do grau de 
Engenheiro (a) Civil. 
 
 
Aprovado em: ____/____/____ 
 
Banca examinadora 
 
 
Prof.º Me. Adalberto Francisco Chagas (Orientador) 
Universidade Nove de Julho 
 
 
Prof.º Me. Thiago Garcia da Silva Santim (Co-orientador) 
Universidade Nove de Julho 
 
 
Prof.º Me. William Gladstone de Freitas Machado (Banca) 
Universidade Nove de Julho 
 
 
São Paulo/SP 
2016 
 
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Dedicamos este trabalho a nossa família e a 
todos que de alguma forma me apoiaram e 
forneceram a força necessária para que eu 
pudesse cumprir esta etapa em minha vida. 
 
 
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AGRADECIMENTOS 
 
 
Agradecemos primeiramente a Deus pela saúde, força e perseverança para superar 
as diversas dificuldades enfrentadas ao longo destes cinco anos, ao co-orientador 
Thiago Garcia da Silva Santim pela oportunidade, dedicação е total apoio na 
elaboração durante todas as etapas do trabalho, ao orientador Adalberto Francisco 
Chagas e professores William Gladstone de Freitas Machado e Gisele Fabiane 
Costa Almeida pela ajuda e empenho à fase final do trabalho de conclusão de curso. 
 
 
“Agradeço a minha esposa Margareth e meus filhos Allan e Yasmin. Aos meus 
colegas de sala durante esses cinco anos de convivência e a todos os professores 
que nos deram conhecimento para seguir carreira profissional, os meus sinceros 
agradecimentos”. E.J.C 
 
 
“Aos meus pais, que nos momentos de minha ausência dedicados ао estudo 
superior, sempre me fizeram entender qυе о futuro é feito а partir da constante 
dedicação no presente, a todos qυе direta оυ indiretamente fizeram parte da minha 
formação, e aos meus amigos deste grupo, que com a união podemos concluir esse 
trabalho. A todos, o mеυ muito obrigado”. H.S 
 
 
“Aos meus pais, irmãos e noivo, por compreender minhas ausências e acreditarem 
em meu potencial para a obtenção deste tão esperado grau de Engenheira. Aos 
meus amigos de classe e ao grupo do TCC, por todos os encontros, onde 
batalhamos arduamente para concluí-lo. A vocês, o meu agradecimento”. I.L.L.S 
 
 
"Agradeço a todos aqueles que me apoiaram ao longo deste curso, minha família, 
meus irmãos, meus primos, e todos os meus amigos, principalmente os integrantes 
do grupo deste trabalho. Em especial, meus pais, que mesmo estando distante 
sempre me apoiaram, o meu muito obrigado”. T.J.L 
 
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“A imaginação é mais importante que o 
conhecimento. Conhecimento auxilia por 
fora, mas só o amor socorre por dentro. 
Conhecimento vem, mas a sabedoria tarda”. 
 
Albert Einstein (1879 – 1955) 
 
 
7 
 
SANTOS, H. et al. Estudo comparativo entre o IDM dos medidores 
velocimétricos, volumétricos e ultrassônicos. Trabalho de Conclusão de Curso. 
Curso de Bacharelado em Engenharia Civil. Universidade Nove de Julho - 
UNINOVE, 2016. 
 
 
RESUMO 
 
 
O hidrômetro é um instrumento destinado a medir continuamente o volume de água 
que o atravessa, sendo utilizado em residências, comércios, indústrias, hospitais, 
dentre outros. Porém, com o passar do tempo, estes instrumentos apresentam uma 
deficiência do seu desempenho metrológico, devido ao tempo de uso, altas vazões, 
velocidades, alterações de pressão noturnas e diurnas, causando, portanto, o 
aumento das perdas aparentes no sistema de abastecimento de água, ou seja, o 
hidrômetro passa a não registrar toda a água que por ele escoa. O presente trabalho 
consiste em apresentar o índice de desempenho da medição (IDM) de três 
diferentes tipos de hidrômetros: volumétrico, velocimétrico e ultrassônico, tendo 
como base a NBR 15538/2014 que trata dos ensaios de desempenho dos 
medidores de vazão, e a Portaria 246/2000 que estabelece as condições a que 
devem satisfazer os hidrômetros para água fria, de vazão nominal até 15 m³/h. 
Portanto, este trabalho desenvolveu um estudo comparativo entre o índice de 
desempenho dos medidores mostrando a capacidade de medição de cada um 
desses hidrômetros em relação ao desgaste e fadiga causado pelo uso contínuo. 
 
 
Palavras-chave: hidrômetro; perda aparente; micromedição, fadiga, IDM 
 
8 
 
SANTOS, H. et al. Comparative study of the IDM velocimetric meters, volumetric 
and Ultrasonic. Completion of course work. B.Sc. in Civil Engineering. Nove de 
Julho - UNINOVE University, 2016. 
 
 
ABSTRACT 
 
 
The hydrometer is an instrument to continuously measure the volume of water 
flowing through it, being used in homes, shops, industries, hospitals, among others. 
However, over time, these instruments have a deficiency in their metrological 
performance, due to the time of use, high flow rates, velocities, nocturnal and diurnal 
pressure changes, thus causing an increase in apparent losses in the water supply 
system. Water, that is, the hydrometer does not register all the water that flows 
through it. The present work consists in presenting the measurement performance 
index (IDM) of three different types of hydrometers: volumetric, velocimetric and 
ultrasonic, based on the NBR 15538/2014 that deals with the performance tests of 
the flow meters, and the Ordinance 246/2000, which establishes the conditions to be 
fulfilled by cold water hydrometers of nominal flow up to 15 m³ / h. Therefore, this 
work developed a comparative study between the performance index of the meters 
showing the measuring capacity of each of these hydrometers in relation to the wear 
and fatigue caused by the continuous use. 
 
 
Key words: hydrometer; apparent loss; micrometer, fatigue, IDM 
 
 
9 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1 – Hidrômetro ............................................................................................... 18 
Figura 2 – Balanço hídrico......................................................................................... 22 
Figura 3– Classificação dos Vazamentos ................................................................ 23 
Figura 4 – Diagrama causa-efeito de perdas reais .................................................... 25 
Figura 5 – Vazamento em rede de ferro DN 150mm ................................................ 26 
Figura 6 – Tipos de vazamentos e ações corretivas ................................................. 27 
Figura 7 – Diagrama causa-efeito de perdas aparentes ........................................... 28 
Figura 8 – Fraude com uso de ferramenta ................................................................ 29 
Figura 9 – “By pass” executado pelo usuário ............................................................ 29 
Figura 10 – Hidrômetro velocimétrico ........................................................................ 34 
Figura 11 - Vista em corte do hidrômetro velocimétrico ............................................ 35 
Figura 12 - Esquema do medidor unijato .................................................................. 35 
Figura 13 - Esquema do medidor multijato ................................................................ 36 
Figura 14 – Hidrômetro volumétrico .......................................................................... 37 
Figura 15 - Vista em corte do hidrômetro volumétrico ............................................... 38 
Figura 16 - Vista interna do hidrômetro volumétrico .................................................. 38 
Figura 17 – Hidrômetro ultrassônico ......................................................................... 39 
Figura 18 - Esquema de funcionamento de um medidor por tempo de trânsito ........ 41 
Figura 19 - Esquema de funcionamento de um medidor por efeito Doppler ............. 44 
Figura 20 - Esquema de funcionamento de um medidor por correlação cruzada ..... 47 
Figura 21 – Bancada volumétrica para ensaio .......................................................... 51 
Figura 22 – Tanque volumétrico ................................................................................ 52 
Figura 23 – Manômetros de montante ...................................................................... 52 
 
10 
 
LISTA DE TABELAS 
 
 
Tabela 1 – Parâmetros para determinação do erro de indicação e IDM ................... 49 
Tabela 2 – Designação dos medidores de água quanto ás vazões Q3 ou Qn. ......... 54 
Tabela 3 – Cálculo do EMP e IDM dos medidores. ................................................... 56 
Tabela 4 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores velocimétricos (Vel1). .... 59 
Tabela 5 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores velocimétricos (Vel2). .... 60 
Tabela 6 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores velocimétricos (VeL3). ... 61 
Tabela 7 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores volumétricos (Vol1). ....... 62 
Tabela 8 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores volumétricos (Vol2). ...... 65 
Tabela 9 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores volumétricos (Vol3). ....... 66 
Tabela 10 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores ultrassônicos (Ult1). .... 69 
Tabela 11 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores ultrassônicos (Ult2). ..... 70 
Tabela 12 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores ultrassônicos (Ult3). .... 71 
Tabela 13 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores velocimétricos (Vel4) 
após a fadiga. ............................................................................................................ 72 
Tabela 14 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores velocimétricos (Vel5) 
após a fadiga. ............................................................................................................ 75 
Tabela 15 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores velocimétricos (Vel6) 
após a fadiga. ............................................................................................................ 76 
 
11 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
 
 
Gráfico 1 - EMP X IDM do grupo de medidores velocimétricos após sequência de 
ensaios ...................................................................................................................... 62 
Gráfico 1.1 - EMP X IDM do grupo de medidores velocimétricos a partir da vazão de 
10 L/h ........................................................................................................................ 63 
Gráfico 2– EMP X IDM do grupo de medidores volumétricos após sequência de 
ensaios ...................................................................................................................... 67 
Gráfico 2.1 – EMP X IDM do grupo de medidores volumétricos a partir da vazão de 
22,5 L/h ..................................................................................................................... 68 
Gráfico 3 – EMP X IDM do grupo de medidores ultrassônicos após sequência de 
ensaios ...................................................................................................................... 72 
Gráfico 3.1 – EMP X IDM do grupo de medidores ultrassônicos a partir da vazão de 
10 L/h ........................................................................................................................ 73 
Gráfico 4 – EMP X IDM do grupo de medidores velocimétricos após a fadiga ......... 77 
Gráfico 4.1 – EMP X IDM do grupo de medidores velocimétricos a partir da vazão de 
22,5 L/h ..................................................................................................................... 78 
Gráfico 5 – Resumo geral dos ensaios nos medidores antes da fadiga .................... 80 
Gráfico 5.1 – Resumo geral dos ensaios nos medidores antes da fadiga ................. 80 
Gráfico 6 – Resumo geral dos ensaios nos medidores após a fadiga ....................... 81 
Gráfico 6.1 – Resumo geral dos ensaios nos medidores após a fadiga .................... 81 
 
12 
 
LISTA DE EQUAÇÕES 
 
 
(1) Tempo de trânsito a jusante.............................................................................40 
(2) Tempo de trânsito a montante..........................................................................40 
(3) Velocidade de fluido......................................................................................... 40 
(4) Variação de frequência.................................................................................... 43 
(5) Índice de desempenho da medição..................................................................43 
(6) Velocidade de fluido na correlação cruzada.....................................................45 
(7) Correlação cruzada.......................................................................................... 46 
(8) Equação da continuidade................................................................................ 47 
(9) Índice de desempenho da medição..................................................................48 
(10) Erro ponderado................................................................................................48 
 
13 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
 
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas 
DMAE - Departamento Municipal de Água e Esgoto 
DN - Diâmetro Nominal 
DTA - Documento Técnico de Apoio 
EMP - Erro médio Ponderado 
EP Erro Ponderado 
ETA - Estação de Tratamento de Água 
FUNASA - Fundação Nacional de Saúde 
IDM - Índice de Desempenho da Medição 
INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e qualidade Industrial 
IPEM - Instituto de Pesos e Medidas 
IWA - Internacional Water Association 
L/h - Litro por hora 
m³/h - Metro cúbico por hora 
L - Distância 
MPa - Mega Pascal 
NBR - Norma Brasileira 
PNCDA - Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água 
Qmáx ou Q4 - Vazão máxima 
Qmin ou Q1 - Vazão mínima 
Qn ou Q3 - Vazão nominal 
Qs Vazão de sobrecarga 
Qt Vazão de transição 
SAAE - Serviço Autônimo de Água e Esgoto de Guarulhos 
SABESP - Companhia de SaneamentoBásico do Estado de São Paulo 
SAMAE - Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto 
 
14 
 
SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 16 
2. JUSTIFICATIVA ................................................................................................... 19 
3. OBJETIVOS .......................................................................................................... 20 
3.1. Objetivo geral ................................................................................................. 20 
3.2. Objetivo específico ......................................................................................... 20 
4. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................ 21 
4.1. Balanço Hídrico .............................................................................................. 21 
4.2. Definição e causas das perdas ...................................................................... 22 
4.3. Perdas físicas ou reais e suas causas ........................................................... 23 
4.3.1 Soluções para as perdas reais ou físicas ............................................ 27 
4.4 Perdas aparentes ou não físicas ............................................................ 28 
4.4.1 Soluções para as perdas aparentes ou não físicas ............................. 30 
4.5. Perdas Totais ................................................................................................. 31 
4.6. Classificação Metrológica............................................................................... 31 
4.6.1. Início de Funcionamento de um Hidrômetro ....................................... 32 
4.6.2. Vazão Mínima ..................................................................................... 32 
4.6.3. Vazão Nominal ................................................................................... 33 
4.6.4. Vazão Máxima .................................................................................... 33 
4.6.2. Vazão de Transição ............................................................................ 33 
4.7. Tipos de Medidores ........................................................................................ 34 
4.7.1. Medidores Velocimétricos ................................................................... 34 
4.7.1.1 Princípio de operação................................................................. 35 
4.7.2. Medidores Volumétricos ..................................................................... 36 
4.7.2.1 Princípio de operação................................................................. 37 
4.7.3. Medidores Ultrassônicos .................................................................... 38 
4.7.3.1 Tempo de Trânsito ..................................................................... 39 
4.7.3.1.1 Princípio de operação ....................................................... 39 
4.7.3.1.2 Vantagens ......................................................................... 41 
4.7.3.1.3 Desvantagens ................................................................... 42 
4.7.3.2 Efeito Doppler ...................................................................... 42 
 
15 
 
4.7.3.2.1 Princípio de operação ....................................................... 42 
4.7.3.2.2 Vantagens ......................................................................... 43 
4.7.3.2.3 Desvantagens ................................................................... 44 
4.7.3.3 Correlação Cruzada ................................................................... 45 
4.7.3.3.1 Princípio de operação ....................................................... 45 
4.7.3.3.2 Vantagens ......................................................................... 46 
4.7.3.3.3 Desvantagens ................................................................... 46 
4.8. Índice de desempenho da medição ............................................................... 48 
5. MÉTODO .............................................................................................................. 50 
5.1. Caracterização do Estudo .............................................................................. 50 
5.2. Local dos Ensaios .......................................................................................... 51 
5.3. Instrumentos/Equipamentos e Tarefa ............................................................ 51 
5.4. Procedimento Experimental ........................................................................... 52 
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 58 
6.1 Ensaios de Laboratório ................................................................................... 58 
6.2 Discussões ...................................................................................................... 79 
7. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 82 
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS E RECOMENDAÇÕES ............................................ 83 
9. REFERÊNCIAS .................................................................................................... 84 
10. GLOSSÁRIO ....................................................................................................... 88 
ANEXO A - Mídia gravada com relatório e apresentação 
ANEXO B - Saiba por que sua conta de água pode subir após troca do 
hidrômetro 
11. ÍNDICE REMISSIVO 
16 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 
A água é um dos principais elementos para o ciclo da vida e abrange 4/5 da 
superfície terrestre, desse total 97% são de águas salgadas e os outros 3% 
restantes são de águas doces, onde estas pequenas porções são próprias para o 
consumo humano e de animais (SAMAE, 2012). 
O Brasil é um país privilegiado em recursos hídricos, porém algumas regiões 
sofrem com a falta desses recursos, como exemplo, os grandes centros urbanos e 
algumas partes do nordeste brasileiro (MOURÃO, 2009). 
Referente a captação e distribuição, desde a captação no manancial até a 
entrega da água tratada aos consumidores finais, ocorrem perdas e essas são 
causadas por inúmeros fatores, como a falta de manutenção das tubulações e a 
deficiência da gestão comercial das companhias de saneamento. Porém até em 
países desenvolvidos ocorrem este mesmo problema, ou seja, não quer dizer que é 
possível contar com uma rede de distribuição sem perdas, o que leva a trabalhar 
com nível aceitável tanto na parte econômica e operacional quanto na conservação 
de recursos hídricos (MOURÃO, 2009). 
Ao se tratar do assunto em sistema de abastecimento público de água, a 
primeira ideia que vem em mente são os vazamentos, é que a perda é toda água 
tratada que foi produzida não chegando efetivamente aos usuários finais. Porém 
pelas companhias de saneamento básico, as perdas são classificadas em dois tipos, 
sendo elas, reais ou físicas e as aparentes ou não físicas (TSUTIYA, 2006). 
As perdas reais em um sistema de abastecimento correspondem ao volume 
de água que não chega ao consumidor final, deve-se principalmente a fatores como 
excesso das pressões, as grandes variações das pressões diurnas contra as 
noturnas, deficiência de materiais, redes distribuidoras ultrapassadas como as de 
fibrocimento e as de ferro fundido, e a mão de obra empregada sem qualificação. 
As perdas aparentes, correspondem ao volume de água que é consumida e 
não contabilizado pelas companhias de abastecimento e deve-se a fatores como por 
exemplo furto e fraudes (ligações clandestinas), erros de medição, falhas no 
cadastro comercial, dentre outras (TSUTIYA, 2006). 
17 
 
De um modo geral as perdas são avaliadas medindo o volume captado e 
medindo novamente o volume no ponto final, ou seja, na fase de entrega do produto(TSUTIYA, 2006). 
Há dois tipos de submedições, a macromedição que é o volume medido na 
capitação e nas estações de tratamento de água e a micromedição que é a forma de 
medir o consumo de distribuição de água à população. A micromedição é também 
uma importante ferramenta contra o desperdício, seu uso racionaliza a distribuição e 
evita problemas de falta de água nos pontos de mais difícil abastecimento. O 
instrumento responsável pela micromedição mais comum é o hidrômetro. O 
Hidrômetro é formada pela união de dois radicais gregos: hidro (água) + metro 
(medida), e significa que mede, ou seja, aparelho utilizado para medir o consumo 
d’água ou fluídos (SAMAE, 2012). 
Inventado em 1790, por William Nicholson1, este instrumento é destinado a 
medir, indicar, registrar e totalizar, continuamente, o volume de água ou fluídos que 
o atravessa, porém, na prática alguns medidores têm considerável limitação de 
exatidão sobre determinadas condições de utilização. 
Estas perdas por submedição, se não cuidados no devido tempo, podem 
comprometer o balanço hídrico e a receita de uma empresa concessionária de água 
(COELHO, 2009). 
Para realizar a escolha do hidrômetro, é necessário passar a conhecer o 
ambiente e as condições de utilização, por isso é necessário realizar diversos 
estudos em laboratório, visto que, alguns fatores influenciam negativamente seu 
desempenho como, fraudes, qualidade da água, bloqueios, posição inadequada de 
instalações, dentre outros. 
Nas instalações hidráulicas, os hidrômetros são utilizados em residências, 
comércios, unidades básicas de saúde, entre outras, nas quais existem diferentes 
tipos de medidores, entre eles estão os hidrômetros velocimétricos que são os mais 
utilizados. 
Para entendermos melhor sobre seu funcionamento, a Figura 1 mostra 
informações de um hidrômetro: 
 
 
 
1 Químico e inventor, engenheiro hidráulico, escritor, tradutor e conferencista inglês nascido em Londres, editor do Journal of 
Natural Philosophy, Chemistry, and the Arts, a mais precoce publicação periódica do gênero dentro de Inglaterra, descobridor 
da eletrólise que tornou-se um processo básico para a pesquisa química e para a indústria. Inventou um hidrômetro (1790) 
para medir densidade de líquidos. (FERNANDES, 2016). 
18 
 
Figura 1 – Hidrômetro 
 
Fonte: Adaptado de Portal DMAE (2014) 
 
Devido à perda aparente, a concessionária responsável pelo fornecimento de 
água à população não é capaz de fornecer valores coerentes, confiáveis e 
rastreáveis, pois, somente sem este tipo de perda seria possível quantificá-la. 
Na intenção de contribuir com a discussão deste tema, este trabalho tem por 
finalidade apresentar os resultados do estudo comparativo realizado entre os 
medidores estáticos e taquimétricos submetidos a simulação de ensaio de desgaste 
a que se sujeitam as condições de uso e os seus efeitos no desempenho 
metrológico. 
Portanto, este trabalho apresenta a análise de ensaios para obtenção do 
índice de desempenho da medição de três diferentes tipos de hidrômetros: 
volumétrico, velocímetro e ultrassônico. 
 
 
 
19 
 
2. JUSTIFICATIVA 
 
 
A relação entre o nível de perdas em uma companhia de saneamento e a sua 
eficiência operacional e econômica é total, ou seja, quanto menor o índice de 
perdas, menor o custo na operação do sistema desde a captação até consumo final. 
Esse trabalho se justifica, em razão do estudo comparativo entre o IDM dos 
medidores velocimétricos, volumétricos e ultrassônicos. Sempre que se realiza uma 
medição, os resultados têm associada uma incerteza de medição. Com os 
resultados desses testes torna-se possível verificar a incerteza de medição de cada 
tipo de medidor, podendo assim, evidenciar qual o mais preciso e como 
consequência, reduzir a perda aparente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
3. OBJETIVOS 
 
 
Este trabalho tem por objetivo estudar as perdas aparentes no sistema de 
distribuição de água, abordando o IDM dos medidores de água. 
 
 
3.1. Objetivo geral 
 
 
Com base na ABNT NBR 15538/2014 (Medidores de Água Potável – Ensaios 
para Avaliação de Eficiência), ABNT NBR 8194/2013 (Medidores de Água Potável – 
Padronização) e Portaria INMETRO nº 246/2000 (Regulamento Técnico 
Metrológico), foi estudado e apresentado o comparativo do IDM dos medidores 
velocimétricos, volumétricos e ultrassônicos, com DN ¾” e vazão Q3 (1,0m³/h e 
2,5m³/h) determinada para início de funcionamento de cada tipo de medidor, através 
de ensaios que serão realizados em bancada volumétrica, devidamente 
inspecionada pelo IPEM (órgão credenciado pelo INMETRO). 
 
 
3.2. Objetivo específico 
 
 
Desenvolver um comparativo do IDM registrado nos medidores 
velocimétricos, volumétricos e ultrassônicos antes da fadiga e após a fadiga de 200 
(duzentas) horas. 
Apresentar tabelas e gráficos que demonstrarão o IDM dos medidores 
utilizados, realizando assim uma comparação entre quais das tecnologias possui 
uma melhor capacidade metrológica. 
 
 
 
 
 
21 
 
4. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
 
Antes de qualquer coisa, um conhecimento prévio do assunto a ser 
estudado serve como base para uma análise completa do problema em 
questão. É necessário que seja realizado um estudo bem estruturado para 
que assim torne o assunto mais compreensível ao leitor. 
Neste capitulo serão apresentados os seguintes tópicos: 
• Balanço Hídrico; 
• Definição e causas das perdas; 
• Perdas físicas ou reais e suas causas: 
• Perdas aparentes ou não físicas: 
• Perdas totais; 
• Classificação metrológica; 
• Tipos de medidores; 
• Índice de desempenho de medição. 
 
 
4.1. Balanço Hídrico 
 
 
O balanço hídrico de um sistema de abastecimento de água, é uma forma 
organizada de avaliar os componentes dos fluxos e usos da água no sistema e os 
seus valores absolutos ou relativos. Essa ferramenta é excelente para a gestão, pois 
dele podem ser gerados diversos indicadores de desempenho para o 
acompanhamento das ações técnicas operacionais e empresariais (TSUTIYA, 
2006). 
Para se calcular o balanço hídrico, de acordo com IWA (2000) e Tsutiya 
(2006), é preciso realizar medições ou estimativas criteriosas em cada ponto de 
controle definido no sistema. O tempo de avaliação das grandezas envolvidas no 
balanço hídrico, geralmente é de um ano. Na definição deve-se levar em conta 
alguns componentes a seguir: 
• Água que entra no sistema; 
• Consumo Autorizado; 
22 
 
• Consumo Autorizado Faturado; 
• Consumo Autorizado não Faturado; 
• Perdas de Água; 
• Perdas Reais; 
• Perdas Aparentes; 
• Águas Faturadas; 
• Águas não-Faturadas; 
 
A Figura 2 representa o volume de entrada e o consumo autorizado extraídos 
do balanço hídrico da IWA (FUNASA, 2014). 
 
Figura 2 – Balanço hídrico 
 
Fonte: IWA (2000, apud FUNASA, 2014) 
 
 
4.2. Definição e causas das perdas 
 
 
O Programa Nacional de Combate de Desperdício de Água - PNCDA (1998) 
define que as perdas de água no abastecimento público, do ponto de vista 
operacional, correspondem aos volumes de água não contabilizados e se 
subdividem em dois tipos a saber, as perdas reais as quais representam a parcela 
não consumida e registrada que correspondem ao volume de água que se perde 
durante as fases de capitação até a distribuição, de forma que não chega a passar 
23 
 
pelo hidrômetro do usuário, e as perdas aparentes correspondem à água consumida 
e não registrada. 
Segundo a IWA (2000) definem-se perdas como “toda perda real ou aparente 
de água ou todo consumo não autorizado que determina aumento do custo de 
funcionamento ou que impeça a realização plena da receita operacional”. 
A Figura 3 apresenta a classificação dos vazamentos. 
 
Figura 3 – Classificação dos Vazamentos 
 
Fonte: ABENDE (2003, apud MELATO, 2010) 
 
 
4.3. Perdas físicas ou reais e suas causasAs perdas físicas ou reais correspondem aos volumes escoados por 
vazamentos nas tubulações, vazamentos e extravasamentos nos reservatórios 
Com uma menor perda de volume no sistema, menor seria o impacto 
ambiental devido a não exploração e uma melhor conservação de recursos naturais. 
Pode-se argumentar que as perdas reais reabastecem o lençol freático, mas este 
tipo de reabastecimento não é uma maneira adequada de gestão de recursos 
hídricos e de sustentabilidade econômica, pois, para atender à demanda de água 
tratada, é necessário a execução de obras com custos elevados e com forte impacto 
ambiental e social. 
24 
 
Em decorrência da existência de vazamentos na rede de distribuição de água, 
qualquer despressurização do sistema através de manutenção ou intermitências 
pode-se levar à contaminação da água ou pela contaminação de agentes nocivos à 
tubulação como exemplo, a infiltração de águas oriundas de esgoto. 
As perdas reais podem ser divididas em: 
• Perdas reais nas tubulações de água bruta e no tratamento; 
• Vazamentos nas redes adutoras ou nas redes de distribuição; 
• Vazamentos ou extravasamentos nos reservatórios de adução ou distribuição; 
• Vazamento nos ramais prediais antes do hidrômetro. 
Os vazamentos aparecem em diversas partes do sistema de abastecimento 
de água, especialmente nas estruturas da estação de tratamento de água, nas 
tubulações, nas linhas de adução e de recalque, nas redes de distribuição e em seus 
acessórios (juntas, registro, ventosas) e nos ramais prediais e cavaletes (quadro 
onde se instala o hidrômetro) (GONÇALVES, 2013). 
Manole (2012, apud GONÇALVES, 2013), as principais causas dos 
vazamentos estão relacionadas da seguinte forma: 
• Nas bombas: desgaste das gaxetas (vedante do eixo da bomba), ajustes 
inadequados em registros, válvulas e juntas bem como pressões elevadas. 
• Nos reservatórios: utilização de materiais inadequados e de má qualidade, 
falhas na execução do mesmo devido à falta de mão de obra qualificada e 
falta de manutenção adequada. 
• Nas tubulações: no que engloba material podem ser citados a má qualidade, 
devido a não especificação técnica, no caso do ferro fundido a corrosão e 
redes muito velhas. Outro fator a ser citado são projetos inadequados, 
assentamento da rede executado de forma inadequado, excesso de pressão 
durante o período noturno, falhas no sistema que provocam o Golpe de 
Aríete, e além do mais, a qualidade da água pode corroer a tubulação. Há 
também a ação de agentes externos como a carga do tráfego, agressividade 
do solo provocando a corrosão, movimentação de terra, ocasionados por 
obras, deslizamentos ou movimentos sísmicos (MANOLE 2012, apud 
GONÇALVES, 2013). 
 
 
 
25 
 
A Figura 4 representa o diagrama causa-efeito de perdas reais. 
 
Figura 4 – Diagrama causa-efeito de perdas reais 
 
Fonte: Adaptado de GULART (2005). 
 
Em função de sua extensão e condições de implantação, a rede de 
distribuição e os ramais prediais são as partes do sistema de abastecimento de água 
onde ocorrem o maior número de vazamentos e o maior volume perdido. Os 
vazamentos nos sistemas de abastecimento de água podem ser visíveis ou não 
visíveis (GONÇALVES, 2013). 
Os vazamentos visíveis são aqueles facilmente notados pelos técnicos da 
companhia ou pela população, podendo ser prontamente acionadas as equipes de 
manutenção e realizado os reparos necessários. No caso de bombas e tubulações 
ou estruturas expostas, o surgimento de um vazamento é percebido rapidamente. 
Para tubulações e estruturas enterradas, nem sempre o vazamento aflora à 
superfície nos momentos iniciais de sua existência, podendo ser drenado em 
galerias ou redes pluviais (GONÇALVES, 2013). 
Já os vazamentos não visíveis exigem uma atenção e gestão especial, onde 
se lança mão de obra qualificada e técnica com equipamentos para detecção das 
perdas, sem ficar esperando que o vazamento aflore ou comprometa o 
abastecimento de um ou mais setores. Se essas atividades de pesquisa não forem 
realizadas com certa periodicidade, os vazamentos não visíveis podem permanecer 
durante meses até anos, totalizando volumes consideráveis de água perdida 
(GONÇALVES, 2013). 
26 
 
“Entretanto, nem todos os vazamentos não visíveis são detectáveis pelas tecnologias usuais de 
pesquisa. Tais tecnologias utilizam princípios de acústica para detecção, mas quando ocorrem 
pequenas vazões de vazamento, o baixo nível de ruído do vazamento ou baixa pressão de 
serviço ou até mesmo o trânsito de veículos, os equipamentos e técnicas utilizadas não 
apontam a existência de vazamento. Corriqueiramente, o que se faz, é uma pesquisa noturna 
que viabiliza a escuta devido à redução do movimento das vias. Não se quer dizer que com 
outras técnicas de estanqueidade não se possa efetivamente detectar tais vazamentos, porém 
aspectos de caráter econômico ditam a inviabilidade em se adotar esses procedimentos em 
larga escala pelas companhias de saneamento, o que se justifica plenamente no caso de 
transporte de fluidos perigosos nas tubulações. Esses vazamentos não visíveis e não 
detectáveis são denominados, no setor do saneamento, de “vazamentos inerentes”, cujas 
vazões são, em geral, inferiores a 0,25m³/h”. (LAMBERT 2002, apud GONÇALVES, 2013). 
 
A proporção de vazamentos visíveis e não visíveis depende muito de cada 
sistema de abastecimento, das suas condições estruturais e operacionais e da 
existência de programas regulares de detecção (GONÇALVES, 2013). 
A Figura 5 demonstra um vazamento em rede de ferro caracterizado como 
perda real. 
 
Figura 5 – Vazamento em rede de ferro DN 150mm 
 
Fonte: GONÇALVES (2013). 
 
 
 
 
 
27 
 
4.3.1 Soluções para as perdas reais ou físicas 
 
 
A condição da infraestrutura da rede de distribuição de água é claramente um 
dos fatores que determinam o volume de perdas reais no sistema de distribuição. 
 Alguns pontos devem ser observados desde os estudos de concepção do 
sistema para reduzir as perdas (LAMBERT, 1998, apud PALO, 2010): 
• Escolha adequada do material do tubo, levando em consideração a qualidade 
da água e as condições do solo ao redor da tubulação; 
• Obedecer às especificações na execução do serviço, obedecendo aos limites 
definidos em projeto para o assentamento no torque no aperto das juntas 
mecânicas e nos parafusos de flanges; 
• Cuidados de transportes e manuseio dos tubos quando em transporte ou 
estocado; 
• Qualidade na execução de reparo na tubulação e em suas juntas; 
• Controle de pressão: quando a tubulação entra em carga, fica sujeita a 
esforços repetitivos de pressão, o que potencializa o surgimento de 
vazamentos tanto nas juntas como por rompimentos. 
A Figura 6 apresenta os tipos de vazamentos e algumas de suas ações 
corretivas. 
 
Figura 6 – Tipos de vazamentos e ações corretivas 
 
Fonte: TARDELLI (2006). 
28 
 
4.4 Perdas aparentes ou não físicas 
 
 
A perda aparente corresponde a água que é consumida, porém de alguma 
forma não contabilizado segundo Tardelli (2006, apud PALO, 2013): 
• Erros dos medidores de vazão; 
• Erros de cadastro comercial; 
• Ligações clandestinas; 
• Fraudes; 
• Uso Irregular de Hidrantes. 
 
A submedição é a situação de medição ineficaz, e a fadiga do medidor é um 
dos motivos que leva a perda aparente. A medida que ocorre rotação dos elementos 
internos, inicia-se o processo de desgaste e de acordo com a intensidade de uso, 
perfil de consumo e qualidade da água o medidor se desgasta (DRUMOND, 2014). 
A figura 7 demonstra o diagrama causa-efeito de perdas aparentes 
 
Figura 7 – Diagrama causa-efeito de perdas aparentes 
 
Fonte: Adaptado de GULART (2005). 
 
As causas recorrentes da submedição em hidrômetros devem-se a problemas 
como: 
• Características dos medidores Dimensionamento dos medidores; 
• Erros de leitura (fator humano); 
29 
 
• Condições do abastecimento – direto da rede ou com uso decaixa d’água; 
• Vida útil dos hidrômetros, entre outros. 
A Figura 8 demonstra uma fraude executada com uma ferramenta utilizada 
em carpintarias, pressionando o visor até trancar o dispositivo que registra a vazão. 
 
Figura 8 – Fraude com uso de ferramenta 
 
Fonte: GONÇALVES (2013). 
 
A Figura 9 demonstra um “By pass2” executado pelo usuário desviando a 
passagem de água do hidrômetro. 
 
Figura 9 – “By pass” executado pelo usuário 
 
Fonte: GONÇALVES (2013). 
 
 
2 By-pass é um termo inglês, já universalizado, que tem o significado de contornar, desviar, podendo também definir uma 
passagem secundária, ou dar a volta em torno de algo. Em hidráulica, o by-pass de uma linha de água é o caminho alternativo 
para sua fluência, desviando-a do canal principal. 
30 
 
4.4.1 Soluções para as perdas aparentes ou não físicas 
 
 
Uma das medidas para melhorar a perda aparente é melhorar a qualidade 
da micromedição conforme exposto por Costa et al (2015): 
 
“Uma gestão eficiente do parque de hidrômetros com o uso de sistema informatizados e 
introdução de indicadores para acompanhar o desempenho do medidor em uso, identificar 
oportunidades de melhorias, avaliar tendências de queda de desempenho, é uma destas 
vertentes e já se encontra bastante disseminada como o uso de sistemas institucionais 
desenvolvidos em nível doméstico adéqua a realidade de cada empresa ou aplicativos 
disponíveis no mercado técnico, ou mesmo por meio de consultorias especializadas”. 
 
 Outro motivo que causa perda aparente são os desgastes das peças que 
acompanham os hidrômetros volumétricos ou velocimétricos. 
Para combater esse problema, umas das soluções, é substituir esse tipo de 
medidor por aparelhos mais sensíveis que possam garantir melhor desempenho 
metrológico e resistência ao desgaste provocado pelo uso. 
Outra solução é fazer a manutenção ou troca do medidor, de acordo com o 
tempo de instalação, porém tal solução nem sempre é a mais viável 
financeiramente, tendo em vista que poderá retirar do campo hidrômetros ainda com 
capacidade para continuar em operação. 
Perdas por fraudes ou irregularidades são causados por usuários que de 
alguma forma, usufruem da água evitando pagar a tarifa. Através do uso da 
tecnologia com a ajuda de software é possível identificar clientes que diminuíram o 
consumo, com isso, são descobertos tal fraudes e as concessionárias fornecedoras 
pelo o serviço de abastecimento de água podem aplicar multas, além de entrar com 
processo e acarretar aos usuários que cometeram tal fraude, penas de prisão, pois 
isto é configurado como crime (COSTA et al, 2015). 
No combate a perda aparente, é preciso ter uma boa qualificação de mão de 
obra, visto que, o profissional dessa área necessita de um bom treinamento e dispor 
de ferramentas e instrumentos adequados para obter êxito na realização do serviço. 
Os colaboradores que fazem as leituras dos hidrômetros têm um papel 
fundamental neste processo, pois são eles os responsáveis pela apuração do 
consumo, além disso, podem identificar possíveis irregularidades ou fraudes nos 
31 
 
hidrômetros ou cavaletes além de apontar possíveis vazamentos, problemas de 
qualidade da água e obstruções de esgoto (TSUTIYA, 2006). 
As melhorias no sistema comercial também é uma forma de aperfeiçoar as 
perdas aparentes, de acordo com Tsutiya (2006) a gestão de todas as atividades 
comerciais da companhia exige sistema de informação e controles adequados, que 
variam de tamanho e complexidade em função do porte da área em questão. 
Necessita-se de uma atenção especial na rapidez do cadastramento das novas 
ligações de água no sistema comercial e as atividades voltadas para descobrir 
falhas no cadastro, de maneira que se possa reduzir ou acabar com as ligações não 
cadastradas, clandestinas ou ligações que não consta mais no cadastro, mas que 
foram religadas sem o conhecimento da companhia. 
 
 
4.5. Perdas Totais 
 
 
As perdas totais são a junção das perdas reais e as perdas aparentes. 
É difícil extrair do valor da perda total as parcelas correspondentes as perdas 
reais e aparentes. Também não é fácil definir algum grau de confiabilidade dentro de 
ambas as perdas o rateio da participação de cada item que origina a perda. 
Entretanto, para que se tenha um resultado que se possa formular as linhas de 
controle, é importante estimar os valores, caso não seja possível medir diretamente, 
ou realizar campanhas de medição quando isso for possível (TSUTIYA, 2006). 
A realização de um diagnóstico é de suma importância para o combate às 
perdas no sistema de abastecimento de água onde podemos classificar as medidas 
a serem tomadas visando a diminuição das perdas (TSUTIYA, 2006). 
 
 
4.6. Classificação Metrológica 
 
 
Os hidrômetros são fabricados conforme a necessidade de operação e 
recebem classificações que os diferenciam um do outro construtiva e 
operacionalmente, a capacidade de um contador de água é avaliada pelas vazões 
32 
 
de operação que ele pode suportar, são classificados metrologicamente de acordo 
com a vazão mínima e de transição. Quanto menores elas forem, mais sensíveis e 
mais eficientes serão os medidores. A vazão mínima (Q1) é a menor vazão que o 
medidor deve registrar sem que os erros sejam maiores que os máximos 
admissíveis. Portanto, entre os medidores de diâmetro ¾” e vazão nominal 1,5 m³/h, 
aquele que operar com vazão mínima de 40 L/h e vazão de transição de 150 L/h é 
classificado como medidor classe A. Se ele trabalhar na vazão mínima de 30 L/h e 
vazão de transição de 120 L/h, será dito um medidor classe B e, se trabalhar com 
vazão mínima de 15 L/h e vazão de transição de 22,5 L/h, será classificado como 
medidor classe C (NBR 8194/2013). 
Note-se que o medidor classe C é mais sensível que o B e este mais sensível 
que o A. Hoje não se fabricam mais os medidores classe A, há muito superados pela 
classe B que também já estão cedendo espaço aos medidores classe C. Por outro 
lado, surgem no mercado os medidores classe D, despontando com grande 
sensibilidade e baixíssimas vazões de operação. (RIBEIRO, 1999). 
 
 
4.6.1. Início de Funcionamento de um Hidrômetro 
 
 
Também dito início de movimento, o início de funcionamento é a vazão a 
partir da qual o contador de água começa a indicar movimento das partes móveis. É 
a menor vazão possível, capaz de vencer a inércia de repouso e pôr em movimento 
a turbina ou êmbolo. (RIBEIRO, 1999). 
 
 
4.6.2. Vazão Mínima 
 
 
A vazão mínima (Q1) é aquela a partir da qual o contador de água começa a 
indicar volumes dentro da faixa de medição. É a menor vazão de trabalho com erros 
de registro admissíveis por norma técnica. (RIBEIRO, 1999). 
 
 
33 
 
4.6.3. Vazão Nominal 
 
 
É a vazão que corresponde à metade da vazão máxima. É dita vazão nominal 
(Q3) porque ela identificaria o medidor. 
Um hidrômetro de vazão máxima 3 m³/h terá vazão nominal de 1,5 m³/h, 
assim, ao ser referido um contador de água de vazão nominal igual a 1,5 m³/h, 
estaria se falando em um contador de água específico e perfeitamente identificado. 
Mas devem ser informados ainda o diâmetro da carcaça, a classe metrológica e os 
princípios construtivos, se unijato ou multijato, se mecânico ou magnético. 
(RIBEIRO, 1999). 
 
 
4.6.4. Vazão Máxima 
 
 
A vazão máxima (Q4) é a maior vazão admissível no contador de água no 
qual o instrumento pode trabalhar por curto espaço de tempo sem se danificar e sem 
apresentar perda de carga superior a 0,10 MPa. 
É vazão que serve apenas para determinar a capacidade máxima de fluxo 
possível no medidor. Na prática, nenhum hidrômetro pode ser submetido a essa 
vazão como rotina operacional, pois os desgastes serão enormes e podem danificar 
o medidor em poucos meses ou dias. Para evitar o desgaste prematuro, alguns 
especialistas sugerem que a vazão de trabalho deve estarsempre abaixo da vazão 
nominal, bem menor portanto que a vazão máxima. (RIBEIRO, 1999). 
 
 
4.6.2. Vazão de Transição 
 
 
A vazão de transição (Qt), escoamento uniforme, que define a separação dos 
campos de medição inferior e superior. (PORTARIA 246/2000). 
 
 
34 
 
4.7. Tipos de Medidores 
 
 
Neste subitem serão apresentados os medidores velocimétricos, volumétricos 
e ultrassônicos e seus princípios de funcionamento. 
 
 
4.7.1. Medidores Velocimétricos 
 
 
A Sensibilidade do medidor na medição do volume de água que o atravessa, 
quando funcionando em baixas vazões, é encontrado no mercado três classes: A, B 
e C. Coelho (2009) descreve: “considerando os hidrômetros de mesma capacidade, 
os hidrômetros velocímetros Classe metrológica3 B tem menor exatidão a baixas 
vazões que seus similares volumétricos. A vazão mínima de um hidrômetro 
velocimetrico de 3m³ de vazão máxima, é 30 L/h contra 15 L/h dos volumétricos 
classe metrológica C. O início de faturamento é de 10 a 15 L/h contra 0,5 L/h dos 
seus similares volumétricos. A Figura 10 apresenta um hidrômetro velocimétrico. 
 
Figura 10 – Hidrômetro velocimétrico 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
 
3 Sensibilidade do medidor na medição do volume de água que o atravessa, quando funcionando em baixas vazões, é 
encontrado no mercado três classes: A, B e C. 
35 
 
4.7.1.1 Princípio de operação 
 
 
O princípio de funcionamento de hidrômetros de velocidade se baseia na 
obtenção do volume de água que atravessa um medidor e a contagem do número 
de revoluções da turbina e o volume de agua que atravessa o hidrômetro, a Figura 
11 apresenta um hidrômetro velocimétrico. 
 
Figura 11 - Vista em corte do hidrômetro velocimétrico 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
Os medidores velocimétricos diferenciam-se pela entrada de água em seu 
interior, são eles unijato e o multijato. A Figura 12 apresenta o esquema do medidor 
unijato que é caracterizado por uma única entrada de fluxo de água em sua carcaça. 
 
Figura 12 - Esquema do medidor unijato 
 
Fonte: Página do Saneamento comercial no Blogspot4 
 
4 Disponível em: <http://saneamentocomercial.blogspot.com.br/2014/10/micromedicao-especies-de-funcionamento.html> 
Acesso em out. 2016. 
36 
 
A Figura 13 apresenta o esquema do medidor multijato caracterizados por 
várias entradas de água em seu interior. Esses hidrômetros possuem em sua 
carcaça uma câmara interna, por isto têm dimensões superiores aos seus similares. 
 
Figura 13 - Esquema do medidor multijato 
 
Fonte: Página do Saneamento Comercial no Blogspot4 
 
 
4.7.2. Medidores Volumétricos 
 
 
Os hidrômetros volumétricos são medidores classe metrológica C em 
qualquer posição. Possuem características especiais para redução das perdas por 
submedição e, dentre essas, pode ser destacado o baixíssimo início de 
funcionamento de um moderno hidrômetro volumétrico m³/h de vazão máxima situa-
se entre 1 e 2 L/h, contra 13 a 15L/h dos tradicionais hidrômetros velocímetros, 
sejam eles monojato ou multijato. Alguns modernos hidrômetros volumétricos 
possuem início de funcionamento de 0,5 L/h (COELHO, 2009). 
A Figura 14 apresenta um hidrômetro volumétrico. 
 
 
 
 
 
37 
 
Figura 14 – Hidrômetro volumétrico 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
4.7.2.1 Princípio de operação 
 
 
Os hidrômetros do tipo volumétrico caracterizam-se pela obtenção do 
consumo a partir da contagem do número de vezes que se enche e esvazia uma 
câmara de volume conhecido. Estes hidrômetros são também conhecidos como de 
“deslocamento positivo” pelo fato de seu registro ser similar a medida de um tanque 
com boia graduada (COELHO, 2009). 
A medição se dá com o fluxo de água que passa pelo filtro de entrada do 
medidor, chega a câmera de medida por uma entrada na parte inferior, e um lado da 
parte da divisória. Devido a diferença de pressão antes e depois do hidrômetro a 
água é forçada a passar, o que provoca o movimento giratório do êmbolo, este 
movimento que é transmitido ao mecanismo de medição. 
A Figura 15 apresenta a vista em corte de um hidrômetro volumétrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
38 
 
Figura 15 - Vista em corte do hidrômetro volumétrico 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
A Figura 16 apresenta a vista interna de um hidrômetro volumétrico. 
 
Figura 16 - Vista interna do hidrômetro volumétrico 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
4.7.3. Medidores Ultrassônicos 
 
 
De acordo com o DTA (nº 02 – Macromedição, 2009), de modo geral, um 
medidor de vazão ultrassônico utilizado em escoamento pressurizado possui 
sensores que emitem ondas ultrassônicas, podendo ser pulsadas, que se propagam 
através do liquido desta influencia para determinar a velocidade do escoamento. Os 
medidores ultrassônicos podem ser classificados com o tipo de princípio de 
medição: 
39 
 
• Tempo de trânsito; 
• Efeito Doppler5; 
• Correlação cruzada. 
 
A Figura 17 apresenta um modelo de medidor ultrassônico. 
 
Figura 17 – Hidrômetro ultrassônico 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
4.7.3.1 Tempo de Trânsito 
 
 
O medidor de vazão ultrassônico a tempo de trânsito mede o tempo gasto 
pela energia ultrassônica ao atravessar a seção de um tubo, dirigindo-se ora a favor, 
ora contra o fluxo do fluido dentro desse tubo. Os tempos de propagação da onda, a 
favor e contra o fluxo, são diferentes. Isso ocorre, pois quando a onda viaja a favor 
da vazão, a sua velocidade é levemente aumentada e, quando viaja contra, sua 
velocidade é levemente diminuída. Essa diferença de tempo de trânsito da onda é 
proporcional à vazão do fluido. 
4.7.3.1.1 Princípio de operação 
 
 
5 Efeito Doppler é um fenômeno físico observado nas ondas quando emitidas ou refletidas por um objeto que está em 
movimento com relação ao observador. Foi-lhe atribuído este nome em homenagem a Johann Christian Andreas Doppler, que 
o descreveu teoricamente pela primeira vez em 1842. 
 
40 
 
A técnica de tempo de trânsito mede a diferença de tempo entre o caminho 
percorrido por duas ondas propagadas através do fluido. Existem diversos tipos de 
geometria que podem ser usados, mas a mais simples delas corresponde ao 
medidor de fluxo com dois transdutores ultrassônicos de contra-propagação (podem 
tanto enviar quanto receber o sinal). Os transdutores são separados por uma 
distância conhecida ao longo da direção de propagação do fluido. Se a velocidade 
do som no fluido é conhecida, pode-se determinar a velocidade do fluido (V) a partir 
dos tempos de trânsito a montante (upstream) e a jusante (downstream). Assumindo 
que o fluxo é paralelo ao eixo do duto e intercepta o caminho do sinal acústico em 
um ângulo, os tempos de trânsito a jusante (t2→1) e a montante (t1→2) serão 
calculados por: 
 
 
 
(1) 
 
 
 
 (2) 
 
Onde, 
• L: distância entre os sensores; 
• C: velocidade do som no fluido; 
• : ângulo do trajeto, em relação ao eixo da tubulação; 
• V: velocidade do fluido na tubulação. 
 
Combinando as equações, subtraindo-se (1) de (2), e considerando C>>V, 
obtem-se: 
 
 
 
 (3) 
 
Pode-se notar que a velocidade do fluido depende diretamente da diferença 
entre os tempos de trânsito medidos. Sendo assim, qualquer erro na medida dos 
tempos irá acarretar em um valor de fluxo equivocado. 
Precisões: podem variar de +- 1% a +- 5% da vazão medida. 
41 
 
A Figura 18 apresenta o esquema de operação de um medidor de fluxo 
ultrassônico por tempo de trânsito. Note que o ângulo θ deve ser diferente de 90 
graus para o correto funcionamento do medidor. 
 
Figura 18 - Esquema de funcionamento de um medidor por tempo de trânsito 
 
 
Fonte: Adaptado da página do Wikiwand6 
 
 
4.7.3.1.2 Vantagens 
 
 
As vantagens desse tipo de medidor são: 
• Capacidadede medição de fluxo nos dois sentidos (bidirecional) e de 
distinção do sentido do fluxo; 
• Custo do sistema é quase independente do tamanho do tubo; 
• Alta precisão. 
 
 
 
 
6 Disponível em: <http://www.wikiwand.com/pt/hidr%C3%B4metro#/Contadores_de_C3.A1gua_ magn.C3A9ticos.html> Acesso 
em out. 2016. 
42 
 
4.7.3.1.3 Desvantagens 
 
 
Já as desvantagens desse tipo de medidor são: 
• Relativamente alto custo inicial; 
• Precisa ser programado para cada tipo de tubulação, diâmetro e espessura 
de parede; 
• Presença de bolhas e/ou sedimentos suspensos no fluido podem afetar a 
intensidade do sinal acústico. 
 
 
4.7.3.2 Efeito Doppler 
 
 
O medidor por efeito Doppler calcula-se a diferença de frequência entre o 
sinal enviado e o sinal recebido. A diferença de fase é causada pela reflexão sonora 
ou espalhamento proveniente de partículas em suspensão presentes no fluido, que 
mudam a frequência do sinal incidente. 
 
 
4.7.3.2.1 Princípio de operação 
 
 
Sinais acústicos de frequência conhecida são transmitidos através do fluido, 
refletidos por partículas presentes no mesmo e capturados por um receptor. Os 
sinais são analisados levando-se em conta a diferença de frequência entre os sinais 
recebidos e enviados. O resultado na diferença na frequência pode ser diretamente 
relacionado com a velocidade das partículas que se movem no fluido. (O medidor de 
fluxo Doppler mede a velocidade das partículas em suspensão no fluido). 
Assumindo que a partícula está se movendo com o fluxo e a onda de 
ultrassom forma um ângulo com o eixo da tubulação. A variação da frequência 
será dada por: 
 
43 
 
 
 
 (4) 
 
Rearranjando os termos, obtemos V, velocidade do fluido, igual a: 
 
 
 
 (5) 
 
Onde: 
• : diferença entre a frequência transmitida e a recebida pelo transdutor; 
• fo: frequência transmitida pelo transdutor (corresponde à frequência incidente); 
• C: velocidade do som no fluido considerado. 
 
Sistemas eletrônicos são usados para corrigir sinais e frequências alteradas 
pelas paredes da tubulação ou por algum material que protege o transdutor. A 
performance do medidor de fluxo Doppler é altamente dependente das propriedades 
físicas tais como a condutividade sônica no líquido, densidade de partículas e perfil 
do fluido (flow profile). A medição é sensível a mudanças de densidade e 
temperatura. Isso faz com que o método de medida Doppler seja inadequado para 
medidas de alta precisão. 
Precisão: pode variar de +- 2% a +- 5% da vazão medida. 
 
 
4.7.3.2.2 Vantagens 
 
 
As vantagens desse medidor são: 
• Facilidade na instalação em tubulações já existentes (clamp-on); 
• Não invasivo, sem partes móveis, sem desgaste. 
 
 
 
 
44 
 
4.7.3.2.3 Desvantagens 
 
 
Algumas das desvantagens desse tipo de medidor são: 
• O método necessita uma quantidade mínima de partículas que possam refletir 
o sinal ultrassônico; 
• As partículas precisam ter um tamanho suficientemente grande para poderem 
provocar boas reflexões 
• A vazão deve ser suficientemente rápida para manter os sólidos em 
suspensão. 
 
A Figura 19 apresenta o esquema de funcionamento de um medidor de fluxo 
ultrassônico por efeito Doppler. 
 
Figura 19 - Esquema de funcionamento de um medidor por efeito Doppler 
 
Fonte: Adaptado da página do Wikiwand7 
 
 
 
 
 
 
7 Disponível em: <http://www.wikiwand.com/pt/hidr%C3%B4metro#/Contadores_de_C3.A1gua_ magn.C3A9ticos.html> Acesso 
em out. 2016. 
45 
 
4.7.3.3 Correlação Cruzada 
 
 
No método de correlação-cruzada dois sinais acústicos transversais são 
separados por uma pequena distância. Em condições de fluxo laminar ou nenhum 
fluxo, os dois sinais recebidos são idênticos àqueles transmitidos. Quando se tem a 
presença de fluxo turbulento, o movimento de um redemoinho (ou sedimento) 
através do feixe ultrassônico provoca uma mudança no sinal, que é bem conhecido. 
O redemoinho irá causar uma mudança no segundo feixe igual àquela 
causada no primeiro. Um processador de sinais eletrônico é usado para comparar os 
dois sinais recebidos. Quando dois sinais idênticos são encontrados, as informações 
do tempo e da distância (entre os transmissores acústicos) são usadas para calcular 
a velocidade do fluido. Em geral, o método de correlação cruzada mede a 
velocidade média de todos os redemoinhos (ou partículas) que cruzam o diâmetro 
do tubo. Se não há redemoinhos no fluido, o método pode rastrear bolhas ou 
sedimentos presentes no fluido. Entretanto, se o fluido é homogêneo e não tem 
presença de redemoinhos, esse método não funcionará. 
 
 
4.7.3.3.1 Princípio de operação 
 
 
Se dois sinais, enviados por transdutores ultrassônicos distantes L um do 
outro, cruzam um fluxo turbulento (com presença de redemoinhos, por exemplo), e 
os sinais recebidos são comparados a fim de se encontrar um padrão similar, o 
padrão do sinal recebido no canal B estará atrasado m em relação ao sinal do 
canal A. (Olhar esquemático para o medidor de fluxo por correlação cruzada) A partir 
desses dados, pode-se deduzir simplesmente que o fluxo necessitou um tempo m 
para cruzar a distância L. Assim: 
 
 
 
 (6) 
 
46 
 
Correlacionar os dois sinais requer um sistema eletrônico complexo. A 
flutuação do sinal deve ser adequada, por esse motivo é necessário criar, 
artificialmente, uma turbulência no fluido caso não se verifiquem bolhas, outras fases 
ou turbulência suficiente. A concepção matemática para a correlação cruzada é 
definida pela equação: 
 
 
 
 (7) 
 
onde: 
• x(t) : sinal para cima (upstream); 
• y(t): sinal para baixo (downstream). 
 
O valor do intervalo de tempo correspondente ao máximo de Rxy ( ) e 
fornece uma medida do tempo de trânsito do fluido entre os dois feixes separados 
pela distância L. Assim pode-se obter a velocidade do fluido (V), usando-se a 
equação (6). 
 
 
4.7.3.3.2 Vantagens 
 
 
A vantagem desse tipo de medidor é: 
• Pode operar em fluxos turbulentos e com sedimentos. 
 
 
4.7.3.3.3 Desvantagens 
 
 
A desvantagem desse tipo de medidor é: 
• Sem a presença de turbulências ou sedimentos no fluido a medida se torna 
inviável. 
 
47 
 
A Figura 20 apresenta o esquema de funcionamento de um medidor de fluxo 
ultrassônico por correlação cruzada. 
 
Figura 20 - Esquema de funcionamento de um medidor por correlação cruzada 
 
Fonte: Adaptado da página do Wikiwand8 
 
Como esses três métodos retornam uma medida de tempo, pode-se calcular 
a velocidade do fluido (V). Unindo a velocidade do fluido à área (A) da seção 
transversal do duto, no qual o fluido está, pode-se obter a vazão (Q) desse fluido. O 
cálculo da vazão é realizado pela equação da continuidade, conforme a Fórmula (8): 
 
 Q = V x A (8) 
 
Onde: 
• Q: é a vazão; 
• V: é a velocidade de escoamento; 
• A: área da seção que o líquido passa. 
 
 
 
 
 
8 Disponível em: <http://www.wikiwand.com/pt/hidr%C3%B4metro#/Contadores_de_C3.A1gua_ magn.C3A9ticos.html> Acesso 
em out. 2016. 
48 
 
4.8. Índice de desempenho da medição 
 
 
De acordo com a norma ABNT NBR 15538/2014, o índice de desempenho de 
medição é o valor numérico percentual que corresponde ao desempenho de medidor 
de água, sob condições específicas de ensaios. 
Seu objetivo é verificar o desempenho de transição após a realização de 
ensaios de desgaste acelerado contínuo em vazão de sobrecarga (Q4) e cíclico em 
baixas vazões, obtido através da equação: 
 
 IDM = 100 + EP (9) 
 
Onde: 
• Erro ponderado é o parâmetro de avaliação de desempenho, obtido pela 
associação entre o perfil de consumo e o erro relativo apresentado pelo 
medidor de água, em faixas de vazões previamente definidas, representado 
pela equação, segundo ABNT NBR 15538/2014: 
 
 
EP(%) = Ʃ[Erro QX) x (Peso QX) 
(10) 
 100 
 
Onde: 
• Erro Qx: Erro relativo do grupo de medidores de um mesmo 
modelo/fabricante em cada vazão de verificação; 
• Peso Qx: Relação entre o volume consumido em cada faixa de vazão e o 
volume total consumido. 
 
A Tabela 1 apresenta as faixas de vazão, vazões para verificação de erros, 
(ambas em L/h), e o perfil de consumo (%), utilizadas na verificação dos erros. 
 
 
 
 
 
49 
 
Tabela 1 – Parâmetros para determinação do erro de indicação e IDM 
Faixas de vazão Vazões para verificação de erros Perfil de consumo 
L/h L/h % 
0 a 5 2,5 4,56 
5 a 15 10 6,99 
15 a 30 22,5 6,83 
30 a 50 40 7,34 
50 a 150 100 23,21 
150 a 350 250 23,92 
350 a 550 450 12,27 
550 a 850 700 7,29 
850 a 1150 1 000 5,86 
1 150 a 1 500 1 325 1,73 
Para medidores com Q4 ≤ 1 325 L/h, a vazão de ensaio da última faixa deve ser a Q4. 
Fonte: NBR 15538 (2014) 
 
Para se determinar o IDM de cada medidor, estes são submetidos a uma 
sequência de ensaios, com o propósito de simular a verificação do erro de indicação 
inicial, desgaste acelerado continuo, desgaste cíclico em baixas vazões e verificação 
do erro de indicação final (COSTA et al, 2015). 
A verificação do erro de indicação inicial e final é realizada para conhecer, 
respectivamente, as condições metrológicas dos medidores sob ensaio antes e após 
serem submetidas aos ensaios de desgaste (ABES, 2015). 
Para promover a melhoria da qualidade de micromedição, com o avanço 
tecnológico das medições de água, a verificação do IDM é importante, pois nele 
consegue-se ter uma noção do tempo exato para estar fazendo a troca do medidor, 
evitando assim uma submedição por conta de desgastes. 
50 
 
5. MÉTODO 
 
 
Os tipos de hidrômetros a serem estudados e ensaiados serão os 
volumétricos, velocimétricos e ultrassônicos com DN ¾” e Q3 = 1,0m³/h (medidores 
velocimétricos), Q3 =2,5m³/h (medidores volumétricos e ultrassônicos). 
Por meio dos ensaios que serão realizados em laboratório será possível 
identificar as perdas aparentes (não físicas), no volume que pode não ser de alguma 
forma contabilizado pelo aparelho medidor. 
Com os resultados de ensaios e testes, será feito um comparativo entre os 
hidrômetros apresentados nos subitens anteriores, podendo assim destacar qual 
destes terá uma menor perda aparente minimizando os possíveis prejuízos que 
possam vir acarretar para as concessionárias responsáveis pelo abastecimento de 
água à população quanto para os consumidores finais. 
 
 
5.1. Caracterização do Estudo 
 
 
Este trabalho iniciou-se com uma pesquisa de campo no Laboratório de 
Hidrometria do SAAE Guarulhos. 
Os ensaios realizados atenderam às recomendações dos itens XX, YY, ZZ da 
NBR 15538/2014. 
A análise dos dados será quantitativa, tendo em vista que, os dados das 
planilhas coletados serão apresentados em forma de tabelas e gráficos. Após 
análise e avaliação dos dados coletados no experimento, será possível destacar 
qual tipo de medidor apresenta um melhor desempenho com resultados mais 
satisfatórios. 
 
 
 
 
 
 
51 
 
5.2. Local dos Ensaios 
 
 
 Os ensaios foram realizados na cidade de Guarulhos/SP, no Laboratório de 
Hidrometria do SAAE, em bancada volumétrica. 
 
 
5.3. Instrumentos/Equipamentos e Tarefa 
 
 
Para os ensaios de IDM, foram utilizados os seguintes equipamentos e 
softwares: 
• Bancada de ensaio volumétrica; 
• Hidrômetros velocimétricos, volumétricos e ultrassônicos de DN ¾” e 
vazão Q3 (1,0m³/h e 2,5m³/h); 
• Editor de textos Microsoft Word (2016); 
• Editor de planilhas Microsoft Excel (2016). 
 
A Figura 21 apresenta a bancada volumétrica de ensaio, ao qual foi utilizada. 
 
Figura 21 – Bancada volumétrica para ensaio 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
 
52 
 
A Figura 22 apresenta o tanque volumétrico pertencente a bancada. 
 
Figura 22 – Tanque volumétrico 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016). 
 
A Figura 23 apresenta os manômetros de montante da bancada volumétrica. 
 
Figura 23 – Manômetros de montante 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
5.4. Procedimento Experimental 
 
 
Conforme a NBR 8194/2013, a numeração dos medidores de água deve ser 
única e obedecer a um sistema de 12 caracteres alfanuméricos, descritos como a 
seguir: 
53 
 
a) Primeiro caractere: uma letra corresponde à designação dos medidores de água, 
conforme a Tabela 2; 
b) Segundo e terceiro caracteres: dois algarismos, que correspondem ao ano de 
fabricação; 
c) Quarto e quinto caracteres: duas letras exclusivas, correspondente à 
identificação do fabricante, sendo vedado o uso das letras “i” e “o”; 
d) Sexto ao décimo segundo caracteres: número de série sequencial com início em 
0000001 para cada vazão permanente ou nominal e para cada ano de 
fabricação. 
 
EXEMPLO Medidores de água nº Y12WX1234567 
 
Y = Medidores de água de Qn = 0,75 m³/h ou Q3 = 1,0 m³/h; 
12 = Ano de fabricação 2012; 
WX = Identificação do fabricante; 
1234567 = Número de série sequencial do fabricante. 
54 
 
A Tabela 2 apresenta a designação dos medidores de água quanto ás vazões 
Q3 ou Qn. 
 
Tabela 2 – Designação dos medidores de água quanto ás vazões Q3 ou Qn. 
DN 
Q3 Qn 
Sigla 
m3/h m3/h 
15 / 20 < 0,63 < 0,6 W 
15 / 20 0,63 0,6 X 
15 / 20 1 0,75 Y 
15 / 20 1,6 1 Z 
15 / 20 2,5 1,5 A 
20 4 2,5 B 
25 6,3 3,5 C 
25 / 32 10 5 / 6 D 
40 16 10 E 
50 / 65 25 / 40 15 / 25 F 
80 40 40 H 
100 63 60 J 
125 100 100 K 
150 160 150 L 
200 250 250 M 
250 400 400 N 
300 630 600 P 
400 1 000 1 000 Q 
500 1 600 1 500 R 
600 2 500 - S 
800 4 000 - T 
1 000 6 300 - U 
1 200 10 000 - V 
NOTA 1 - As letras "I" e "O" não foram utilizadas como siglas para designação dos medidores para 
que não sejam confundidas com os números "1" e "0". 
NOTA 2 - Foi padronizada a utilização da letra "F" para designação dos medidores com diâmetro 
nominal de 50 mm, portanto não se aplica mais a letra "G" para este diâmetro. 
NOTA 3 - O símbolo "(/)" entre dois números, utilizado nesta Tabela, não significa uma fração. 
Significa a separação entre dois números possíveis e válidos a serem considerados. 
Fonte: NBR 8194 (2013) 
 
No procedimento experimental foram utilizados medidores velocimétricos, 
classe B, com Q3 = 1,0 m3/h, de dois fabricantes (marca A e B), medidores 
volumétricos, classe C, com Q3 = 2,5 m3/h, de três fabricantes (marca A, C e D) e 
55 
 
por final, medidores ultrassônicos, classe metrológica superior a C, de dois 
fabricantes diferentes, com Q3 = 2,5 m3/h (marca D e E). 
Participaram do estudo um total de doze amostras de medidores, sendo três 
amostras de medidores velocimétricos, três de medidores volumétricos e três de 
medidores ultrassônicos antes da fadiga, e também, três amostras de medidores 
velocimétricos após a fadiga. Cabe ressaltar que cada tipo de grupo se refere a um 
fabricante, assim evita-se citar suas respectivas marcas. 
Os medidores utilizados foram identificados como: 
• Velocimétricos antes da fadiga: Grupo A; 
• Volumétricos antes da fadiga: Grupo A, Grupo C e Grupo D; 
• Ultrassônicos antes da fadiga: Grupo D e Grupo E; 
• Velocimétricos após a fadiga: Grupo B. 
 Foram submetidos ao ensaio antes da fadiga de 200 (duzentas) horas, três 
medidores velocimétricos, três medidores volumétricos, e três medidores 
ultrassônicos com escoamento contínuo, e, três medidores velocimétricos, 
submetidos a 200 (duzentas) horas após a fadiga com escoamento contínuo, com 
finalidade de conhecer as suas condições metrológicas. 
Após serem submetidos ao ensaio de verificação do erro, os medidores 
participantes foram instalados em série na bancada volumétrica, sendo apropriada 
aos ensaios que antecede a fadiga ao ensaio de desgaste, com vazão mínima de 
ensaio de 2,5 L/h e máxima de 1500 L/h conforme a Tabela 1 do item 4.7. 
56 
 
A tabela 3 está demonstrando como foi realizado a verificação do erro de 
indicação em cada medidor. 
 
Tabela 3 – Cálculodo EMP e IDM dos medidores. 
Ordem 
Faixas de 
Vazão 
Vazão de 
Calibração 
Fabricante Vazão 
Erro 
(%) Peso 
Erro 
ponderado 
(%) 
IDM (%) 
(L/h) (L/h) 
Antes 
da 
fadiga 
 (Perfil de 
Consumo) 
Antes da 
fadiga 
Antes da 
fadiga 
1 
0 a 5 2,5 
Grupo Q3 
- - 
- - 
5 a 15 10 - - 
15 a 30 22,5 - - 
30 a 50 40 - - 
50 a 150 100 - - 
150 a 350 250 - - 
350 a 550 450 - - 
550 a 850 700 - - 
850 a 1150 1000 - - 
1150 a 1500 1325 - - 
2 
0 a 5 2,5 
Grupo Q3 
- - 
5 a 15 10 - - 
15 a 30 22,5 - - 
30 a 50 40 - - 
50 a 150 100 - - 
150 a 350 250 - - 
350 a 550 450 - - 
550 a 850 700 - - 
850 a 1150 1000 - - 
1150 a 1500 1325 - - 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
Conforme a NBR 15538/2014, cada medidor deve ser ensaiado no mínimo 
duas vezes em cada vazão, e deve-se calcular a média aritmética do erro relativo 
como está na coluna ordem, ensaios 1 e 2. A coluna da faixa de vazão apresenta a 
indução de uma variação da vazão, para mais e para menos, em torno de uma 
vazão definida como ponto de calibração, que é definida na terceira coluna. Como o 
próprio nome já se refere, a coluna fabricante, são os fabricantes dos medidores, 
como não é o intuito indicar algum destes fabricantes, assim foram classificados por 
grupo. A Q3 é a maior vazão nas condições de utilização, nas quais o medidor é 
exigido para funcionar de maneira satisfatória dentro dos erros máximos 
57 
 
admissíveis. A coluna erro, determina o erro relativo de volume, ou seja, o valor 
positivo indica o volume escoado a mais e o valor negativo o volume que não foi 
registrado. O peso é o perfil de consumo. A coluna erro, é o parâmetro de avaliação 
de desempenho, obtido pela associação entre o perfil de consumo e o erro relativo 
apresentado pelo medidor e finalmente o IDM é o valor numérico percentual que 
corresponde ao desempenho de um medidor de água, sob condições específicas de 
ensaio. 
O ensaio é considerado aprovado se a média aritmética dos resultados 
naquela vazão for inferior ou igual ao erro máximo admissível e se um dos erros não 
for superior ao erro máximo admissível. 
58 
 
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
 
Neste tópico serão apresentados os resultados e discussões dos ensaios de 
laboratório. 
 
 
6.1 Ensaios de Laboratório 
 
 
As Tabelas 4 a 12, representam os cálculos de EMP e o IDM dos grupos de 
medidores antes da fadiga, já as Tabelas 13 a 15, representam os cálculos de EMP 
e o IDM apenas dos medidores velocimétricos após a fadiga. 
Os Gráficos de 1 a 4 foram gerados através dos resultados encontrados nas 
Tabelas, sendo que os gráficos 1.1, 2.1, 3.1 e 4.1 são os mesmos resultados dos 
gráficos anteriores, porem com intervalos menores, para melhor visualização do 
comportamento de cada aparelho, onde demonstram em sua abscissa a vazão de 
ensaio e sua ordenada representa o erro médio percentual. 
 
59 
Tabela 4 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores velocimétricos (Vel1) 
Ordem 
Faixas de Vazão 
Vazão de 
Calibração 
Fabricante Vazão 
Erro (%) Peso Erro ponderado (%) IDM (%) 
(L/h) (L/h) Antes da fadiga (Perfil de Consumo) Antes da fadiga Antes da fadiga 
1 
0 a 5 2,5 
Grupo "A" Vel. 1 Q3 = 1,0 m³/h 
-98,00 4,56 
-10,64 89,36 
5 a 15 10 -6,05 6,99 
15 a 30 22,5 2,75 6,83 
30 a 50 40 1,15 7,34 
50 a 150 100 -0,80 23,21 
150 a 350 250 -1,52 23,92 
350 a 550 450 -0,84 12,27 
550 a 850 700 -0,40 7,29 
850 a 1150 1000 -0,26 5,86 
1150 a 1500 1325 -0,19 1,73 
2 
0 a 5 2,5 
Grupo "A" Vel. 1 Q3 = 1,0 m³/h 
-100,00 4,56 
5 a 15 10 -5,05 6,99 
15 a 30 22,5 1,79 6,83 
30 a 50 40 1,15 7,34 
50 a 150 100 -0,70 23,21 
150 a 350 250 -1,36 23,92 
350 a 550 450 -0,64 12,27 
550 a 850 700 -0,38 7,29 
850 a 1150 1000 -0,24 5,86 
1150 a 1500 1325 -0,21 1,73 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
60 
Tabela 5 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores velocimétricos (Vel2) 
Ordem 
Faixas de Vazão 
Vazão de 
Calibração 
Fabricante Vazão 
Erro (%) Peso Erro ponderado (%) IDM (%) 
(L/h) (L/h) Antes da fadiga (Perfil de Consumo) Antes da fadiga Antes da fadiga 
1 
0 a 5 2,5 
Grupo "A" Vel. 2 Q3 = 1,0 m³/h 
-97,00 4,56 
-7,2 92,8 
5 a 15 10 -3,05 6,99 
15 a 30 22,5 4,34 6,83 
30 a 50 40 1,95 7,34 
50 a 150 100 1,40 23,21 
150 a 350 250 0,72 23,92 
350 a 550 450 0,96 12,27 
550 a 850 700 0,66 7,29 
850 a 1150 1000 0,39 5,86 
1150 a 1500 1325 0,32 1,73 
2 
0 a 5 2,5 
Grupo "A" Vel. 2 Q3 = 1,0 m³/h 
-100,00 4,56 
5 a 15 10 -3,05 6,99 
15 a 30 22,5 4,97 6,83 
30 a 50 40 1,55 7,34 
50 a 150 100 1,10 23,21 
150 a 350 250 0,76 23,92 
350 a 550 450 0,92 12,27 
550 a 850 700 0,64 7,29 
850 a 1150 1000 0,41 5,86 
1150 a 1500 1325 0,32 1,73 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
61 
Tabela 6 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores velocimétricos (VeL3) 
Ordem 
Faixas de Vazão Vazão Ensaio 
Fabricante Vazão 
Erro (%) Peso Erro ponderado (%) IDM (%) 
(L/h) (L/h) Antes da fadiga (Perfil de Consumo) Antes da fadiga Antes da fadiga 
1 
0 a 5 2,5 
Grupo "A" Vel. 3 Q3 = 1,0 m³/h 
-98,00 4,56 
-8,32 91,68 
5 a 15 10 -3,05 6,99 
15 a 30 22,5 3,54 6,83 
30 a 50 40 1,55 7,34 
50 a 150 100 0,20 23,21 
150 a 350 250 0,44 23,92 
350 a 550 450 0,20 12,27 
550 a 850 700 -0,12 7,29 
850 a 1150 1000 -0,44 5,86 
1150 a 1500 1325 -0,55 1,73 
2 
0 a 5 2,5 
Grupo "A" Vel. 3 Q3 = 1,0 m³/h 
-100,00 4,56 
5 a 15 10 -2,05 6,99 
15 a 30 22,5 3,78 6,83 
30 a 50 40 2,35 7,34 
50 a 150 100 0,30 23,21 
150 a 350 250 0,40 23,92 
350 a 550 450 0,20 12,27 
550 a 850 700 -0,18 7,29 
850 a 1150 1000 -0,38 5,86 
1150 a 1500 1325 -0,55 1,73 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
62 
O Gráfico 1 apresenta o comportamento da variação dos IDM dos medidores velocimétricos (Vel1, Vel2, Vel3), participantes 
do estudo, sendo as linhas representando o erro médio de cada um deles antes da fadiga. 
 
Gráfico 1 - EMP X IDM do grupo de medidores velocimétricos após sequência de ensaios 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
63 
O Gráfico 1.1 apresenta de forma ampliada o comportamento da variação dos IDM dos medidores velocimétricos (Vel1, Vel2, 
Vel3), a partir da vazão de 10 L/h. 
 
Gráfico 2.1 - EMP X IDM do grupo de medidores velocimétricos a partir da vazão de 10 L/h 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
64 
Tabela 7 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores volumétricos (Vol1) 
Ordem 
Faixas de Vazão Vazão de Calibração Fabricante Vazão 
Erro (%) Peso Erro ponderado (%) IDM (%) 
(L/h) (L/h) Antes da fadiga (Perfil de Consumo) Antes da fadiga Antes da fadiga 
1 
0 a 5 2,5 
Grupo "A" Vol. 1 Q3 = 2,5 m³/h 
-15,17 4,56 
-1,56 98,44 
5 a 15 10 -2,79 6,99 
15 a 30 22,5 -0,44 6,83 
30 a 50 40 0,52 7,34 
50 a 150 100 0,80 23,21 
150 a 350 250 0,20 23,92 
350 a 550 450 -0,12 12,27 
550 a 850 700 -0,42 7,29 
850 a 1150 1000 -0,65 5,86 
1150 a 1500 1325 -0,85 1,73 
2 
0 a 5 2,5 
Grupo "A" Vol. 1 Q3 = 2,5 m³/h 
-12,70 4,56 
5 a 15 10 -2,79 6,99 
15 a 30 22,5 -0,40 6,83 
30 a 50 40 -0,60 7,34 
50 a 150 100 0,45 23,21 
150 a 350 250 0,10 23,92 
350 a 550 450 -0,18 12,27 
550 a 850 700 -0,40 7,29 
850 a 1150 1000 -0,60 5,86 
1150 a 1500 1325 -0,77 1,73 
Fonte: Arquivo pessoal (2016) 
 
 
65 
Tabela 8 – Cálculo do EMP e IDM do grupo de medidores volumétricos (Vol2) 
Ordem 
Faixas de 
Vazão 
Vazão 
Ensaio 
Fabricante Vazão 
Erro (%) Peso 
Erro ponderado 
(%) 
IDM (%) 
(L/h) (L/h) 
Antes da 
fadiga 
 (Perfil de 
Consumo) 
Antes da fadiga 
Antes da 
fadiga 
1 
0 a 5 2,5 
Grupo "C" Vol. 2 Q3 = 2,5 m³/h 
-17,66 4,56 
-2,19 97,81 
5 a 15 10 -2,79 6,99 
15 a 30 22,5 -0,44 6,83 
30 a 50 40 0,52 7,34 
50 a 150 100 0,30 23,21 
150 a 350 250 0,00 23,92 
350 a 550 450 -0,32 12,27 
550 a 850 700 -0,62 7,29 
850 a 1150 1000 -0,90 5,86 
1150 a 1500 1325 -1,20 1,73 
2 
0 a 5 2,5 
Grupo "C" Vol. 2 Q3 = 2,5 m³/h 
-17,69 4,56 
5 a 15 10 -5,28 6,99 
15 a 30 22,5 -0,40 6,83 
30 a 50 40 0,40 7,34 
50 a 150 100 0,95 23,21 
150 a 350 250 0,00 23,92 
350 a 550 450 -0,28 12,27 
550 a 850 700 -0,65 7,29