NBR 13403 de 1995 Medicao De Vazao Em Efluentes Liquidos E Corpos Receptores - Escoamento Liquido

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1 Objetivo
Esta Norma fixa as condições exigíveis para a identificação
do método mais adequado para a medição de vazão em
efluentes líquidos e corpos receptores.
Nota: Não são do escopo desta Norma o dimensionamento e o
detalhamento dos métodos.
2 Definições
Para os efeitos desta Norma são adotadas as definições
de 2.1 a 2.29.
2.1 Agentes contaminantes
Aqueles que, ao serem introduzidos no meio, resultam
em concentrações nocivas à saúde humana, animal e
vegetal, como organismos patogênicos, substâncias tóxi-
cas perigosas ou radioativas.
2.2 Agentes poluidores
Aqueles que, ao serem introduzidos no meio, resultam
em interferências prejudiciais aos usos preponderantes
das águas, do ar e do solo, previamente estabelecidos.
2.3 Carga hidráulica no vertedor
Altura atingida pela massa líquida, a contar da cota da
soleira do vertedor.
2.4 Escoamento livre
Escoamento quando o líquido, em qualquer ponto de
superfície livre, apresenta pressão igual à atmosférica. O
escoamento ocorre sempre por gravidade.
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Palavras-chave: Medidor de vazão. Efluente líquido. Poluição.
Meio ambiente
7 páginas
NBR 13403JUN 1995
Origem: Projeto 01:602.02-008/1993
CEET - Comissão de Estudo Especial Temporária de Meio Ambiente
CE-01:602.02 - Comissão de Estudo de Poluição das Águas
NBR 13403 - Flow measurement of liquid effluents and water bodies - Open
flow - Procedure
Descriptors: Flow measurer. Liquid effluent. Pollution. Environmental
Válida a partir de 31.07.1995
Procedimento
Medição de vazão em efluentes
líquidos e corpos receptores -
Escoamento livre
2.5 Estratificação térmica
Presença de camadas de temperaturas diferentes nas
massas líquidas.
2.6 Fluxo
Movimento da massa líquida, quantificado pela vazão.
2.7 Lâmina líquida
A altura da massa líquida em um escoamento.
2.8 Lâmina líquida aderente ao vertedor
Lâmina que não apresenta ar entre a parede do vertedor
e a massa líquida.
2.9 Método da calha Palmer-Bowlus
Método que utiliza calha construída de forma a convergir
o fluxo em uma garganta (que tem comprimento do fundo
em nível aproximadamente igual a um diâmetro da tubu-
lação), com condições tais que permitam ao fluxo deixar
a garganta com velocidade supercrítica. A seção de con-
trole deve ser estabelecida na garganta.
2.10 Método da calha Parshall
Método que utiliza dispositivo com seção convergente,
com fundo em nível, seção estrangulada ou garganta,
com fundo em declive e seção divergente, com fundo em
aclive. A vazão deve ser determinada a partir da leitura,
em escala, da lâmina líquida na seção convergente.
2 NBR 13403/1995
2.21 Regime turbulento
Movimento de massa líquida, caracterizado pelo
movimento desordenado das partículas. A velocidade
apresenta, em qualquer instante, um componente trans-
versal à direção do fluxo.
Nota: O número de Reynolds, para escoamento turbulento, deve
ser superior a 4000.
2.22 Remanso
Diminuição da velocidade do fluxo, em determinado tre-
cho, devido à presença de uma singularidade.
2.23 Sólidos sedimentáveis
Aqueles que se sedimentam em condições de tranqüi-
lidade nas águas, águas residuárias ou outro líquido, em
um período de tempo de 1 h, sem auxílio de coagulante e
floculante.
2.24 Sorção
Termo geral para os processos de absorção e adsorção.
2.25 Traçadores corantes
Substâncias químicas que apresentam cor e/ou fluores-
cência introduzidas no escoamento, de forma a determi-
nar a velocidade e/ou concentração.
2.26 Traçadores químicos
Substâncias químicas introduzidas no escoamento, de
forma a determinar a velocidade e/ou concentração. São
empregados sais solúveis, quimicamente estáveis e
inócuos ao meio ambiente.
2.27 Traçadores radioativos
Substâncias químicas com características radioativas in-
troduzidas no escoamento, de forma a determinar velo-
cidade e/ou concentração. Devem, de preferência, emitir
radiação gama.
2.28 Vazão
Volume de líquido que escoa, por meio de uma seção, na
unidade de tempo.
2.29 Vórtice
Torvelinho ou intenso movimento espiral de parte da mas-
sa líquida.
3 Condições gerais
Como orientação na escolha dos métodos de medição,
recomenda-se a utilização das Tabelas 1 e 2.
2.11 Método dos flutuadores
Método para determinação da velocidade, que consiste
em observar-se o tempo necessário para um objeto flutu-
ante deslocar-se em um trecho de comprimento conheci-
do.
2.12 Método magnético (eletromagnético)
Método que utiliza, para determinar a vazão, medidas da
tensão induzida na corrente líquida ao passar por um
campo magnético.
2.13 Método do molinete
Método que utiliza a determinação da velocidade de um
fluido, por meio da sua correlação com o número de ro-
tações de uma hélice ou conchas de um dispositivo cha-
mado molinete.
2.14 Método dos orifícios, bocais e tubos curtos
Método que utiliza dispositivos com uma abertura de forma
geométrica regular, submersa a montante, em paredes
de reservatórios e tanques ou em uma placa colocada
transversalmente ao fluxo em canais.
2.15 Método dos tubos horizontais
Método que utiliza tubo horizontal jorrando livremente. A
vazão deve ser determinada por meio da sua relação
unívoca com a lâmina líquida (yx) na saída do tubo,
somente no caso de yx ser inferior a 56% do diâmetro.
2.16 Método dos traçadores
Método que introduz substâncias químicas no escoa-
mento, de forma a determinar a velocidade e/ou concen-
tração e, a partir destas, a vazão.
2.17 Método ultra-sônico (acústico)
Método que utiliza a emissão de ondas ultra-sônicas para,
por meio de sensores ultra-sônicos adequadamente posi-
cionados, medir a velocidade média de um escoamento.
2.18 Método do vertedor (ou vertedouro)
Método que utiliza dispositivo, introduzido perpendicular-
mente às linhas de corrente, que possui abertura por onde
o fluxo passa. A vazão deve ser determinada a partir da
leitura da carga hidráulica no vertedor.
2.19 Método volumétrico
Método que verifica o tempo necessário para acumular
determinado volume. A razão deste volume pelo tempo é
a vazão.
2.20 Perda de carga
Variação do nível da linha de energia entre dois pontos
em um escoamento.
NBR 13403/1995 3
Tabela 1 - Vazão esperada e métodos recomendados para escoamento livre
Vazão (L/s) Até 300 a 1000 a Acima de
Métodos 1 1 a 5 5 a 30 30 a 300 1000 5000 5000
Volumétrico X X
Flutuador X X X X X X X
Vertedor triangular X X X
Vertedor retangular X X X
Calha Parshall X X X X X X X
Molinete X X X X
Traçadores X X X X X X
Ultra-sônico X X X X
Eletromagnético X X X X
Calha Palmer-Bowlus X X X X X X
Itens
Erros (%)(A) Custo Operação Tipo de medição(B) Interferentes Calibração Tipo de vazão
(tempo) na operação periódica do medida
aparelho
Métodos
Volumétrico Até 2 Baixo Simples Descontínuo Não Não Média
Vertedor Até 3 Baixo Simples Descontínuo Sim Não Instantânea
Calha Parshall Até 3 Médio Simples Descontínuo Não Não Instantânea
Molinete Até 5 Alto Especializada Descontínuo Sim Sim Média
Flutuador Até 20 Baixo Simples Descontínuo Sim Não Média
Orifícios, bocais e Baixo Simples Descontínuo Sim Sim Instantânea
tubos curtos
Traçadores Até 5 Variável Especializada Descontínuo Sim Sim Média
Ultra-sônico De 2 a 5 Alto Especializada Descontínuo Sim Sim Média
Eletromagnético De 2 a 5 Alto Especializada Contínuo ou Sim Sim Média
descontínuo
Tubos horizontais Até 3 Baixo Simples Descontínuo Sim Sim Instantânea
Calha Palmer-Bowlus Até 3 Médio Simples Descontínuo Não Não Instantânea
(A) Esta precisão é definida para aparelhos corretamente instalados, bem operados e com boa manutenção.
(B) A medição contínua indireta torna-se possível com a instalação de aparelhos registradores de níveis associados à calibração do
sistema com qualquermétodo, exceto o volumétrico e o dos flutuadores.
Tabela 2 - Principais vantagens e desvantagens dos métodos de medição
4 NBR 13403/1995
4 Condições específicas
4.1 Método volumétrico
4.1.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) é um método prático, sendo aplicável, especial-
mente, a vazões baixas;
b) é o mais recomendável, sempre que possível, devi-
do à sua precisão, baixo custo e simplicidade de
operação.
4.1.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) deve-se conciliar o volume do recipiente com a
vazão esperada;
b) apenas determina vazões médias;
c) deve-se ter facilidade para instalação do recipiente
coletor;
d) há impossibilidade de medições contínuas de va-
zão.
4.2 Método dos flutuadores
4.2.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) é um método rápido para pré-avaliação;
b) pode ser utilizado mesmo com grandes concentra-
ções de materiais em suspensão.
4.2.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) só deve ser usado para pré-avaliação quando não
for possível o emprego de outro método;
b) há impossibilidade de medições contínuas de va-
zão;
c) o tipo de flutuador, simples ou com lastro, é função
das profundidades da massa líquida e do tipo do
regime de escoamento;
d) só deve ser aplicado em trechos retos e com escoa-
mento regular;
e) é uma medida precária, devido à necessidade de
aplicação de um coeficiente para se obter a velo-
cidade média na seção. A determinação do coefi-
ciente adequado é incerta.
4.3 Método do vertedor
Classifica-se segundo muitos fatores, como forma, altura
relativa da soleira, natureza da parede e largura da
abertura do vertedor em relação ao canal. Para vazões
menores que 30 L/s, os vertedores triangulares oferecem
maior precisão. Já para vazões estimadas entre 30 L/s e
300 L/s, os vertedores triangulares e os retangulares
oferecem a mesma precisão. Para vazões acima de
300 L/s, os vertedores retangulares são mais indicados
por possuírem coeficientes de vazão mais bem definidos.
4.3.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) os vertedores triangulares de parede delgada são
os mais precisos, econômicos e fáceis de instalar;
b) as determinações contínuas de vazão são possí-
veis quando um registrador é acoplado ao ver-
tedor.
4.3.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) deve-se evitar lâmina líquida aderente ao vertedor
e manter carga hidráulica maior que 0,05 m;
b) suscetibilidade a avarias causadas por materiais
flutuantes afetam a equação de vazão;
c) para se evitarem problemas de erosão e cons-
trução, a carga hidráulica máxima aceitável, tanto
para vertedores triangulares como retangulares,
deve ser de 0,50 m;
d) nos casos em que há elevado teor de sólidos sedi-
mentáveis, faz-se necessária uma limpeza cons-
tante;
e) há necessidade de acesso para medir a carga
hidráulica a montante do vertedor, fora da influência
da curvatura da superfície líquida.
4.4 Método de calha Parshall
4.4.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) não apresenta problemas significativos de assore-
amento;
b) as medições contínuas de vazão são possíveis
quando um registrador é acoplado à calha
Parshall;
c) apresenta menor perda de carga que o método do
vertedor.
4.4.2 Restrição
Quando a calha for usada afogada, ou seja, quando o
nível de água a jusante for suficientemente elevado para
influenciar o escoamento, deve ser necessária leitura de
escala em duas seções.
4.5 Método do molinete
4.5.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) pode ser empregado com precisão para seções
grandes e/ou irregulares;
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b) há possibilidade de utilização do mesmo equipa-
mento em diversos locais;
c) as medições contínuas de vazão são possíveis
quando um registrador é acoplado ao molinete.
4.5.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) a medição é restrita à velocidade da corrente, de
acordo com a aferição do molinete, devendo estar
sempre acima de 0,20 m/s;
b) há impossibilidade de medições contínuas de
vazões diretamente;
c) a altura mínima do nível d'água está limitada em
0,30 m para o molinete;
d) no caso de minimolinete e micromolinete, deve-
se consultar as restrições específicas do aparelho;
e) deve ser aplicado em trechos retos;
f) não deve ser aplicado na presença de grandes
concentrações de sólidos suspensos;
g) não deve ser aplicado em regimes turbulentos;
h) exige operação especializada.
4.6 Método dos orifícios, bocais e tubos curtos
Classifica-se quanto à forma, dimensões e posição rela-
tiva à estrutura. A relação entre o comprimento e o diâ-
metro da abertura do orifício, bocal e tubo curto estabelece
a diferença entre eles.
4.6.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) possui baixo custo;
b) apresenta simplicidade de operação.
4.6.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) há necessidade de manter as paredes do medidor
com rugosidade constante e livres de obstruções;
b) seu uso é limitado pela presença de sólidos sus-
pensos, quando existir possibilidade de obstrução
e assoreamento;
c) a dimensão e posição relativa deste na estrutura
devem ser tais, que evitem a formação de vórtice.
4.7 Método dos traçadores
Os métodos dos traçadores por velocidade ou por con-
centração têm muitos requisitos comuns. O método por
velocidade baseia-se na cronometragem do tempo em
que o traçador percorre uma distância conhecida. O tra-
çador é aplicado de forma intermitente. O método por di-
luição baseia-se na comparação de concentrações do
traçador. Este é aplicado de forma contínua.
4.7.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) permitem determinação em escoamento turbulento;
b) o método por concentração não necessita de co-
nhecimento da seção transversal;
c) o método por concentração é mais preciso que o
de velocidade.
4.7.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) o método por velocidade necessita de seção trans-
versal uniforme e constante, de forma a evitar repre-
samento do traçador;
b) o método por velocidade exige um comprimento a
jusante do ponto de aplicação que possibilite mini-
mizar erros de cronometragem;
c) deve ser garantida ótima homogeneidade do traça-
dor para o método por concentração
d) a amostragem, quando necessária, deve ser cuida-
dosa, respeitando as exigências do método empre-
gado;
e) qualquer dos dois métodos introduz agentes po-
luidores no meio;
f) deve-se ter cuidado na escolha do traçador, de for-
ma que ele não sedimente os sólidos presentes
na correnteza ou no leito do canal, ou seja absor-
vido por eles;
g) o tempo de injeção, no método da diluição, deve
ser suficientemente longo, de forma a obterem-se
duas amostras consecutivas no ponto de controle
com concentrações iguais. Assim, as perdas por
sorção em áreas represadas devem ser minimi-
zadas;
h) o método por diluição exige maior quantidade de
traçador que o por velocidade.
4.7.3 Traçadores
Os tipos de traçadores estão apresentados em 4.7.3.1 a
4.7.3.3.
4.7.3.1 Método de traçadores químicos
4.7.3.1.1 Vantagem
É um método de baixo custo e simples operação, depen-
dendo da substância utilizada.
4.7.3.1.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) a vazão a ser medida não pode apresentar varia-
ções bruscas, pois não é possível detectá-las;
b) para efluentes industriais sujeitos a variações de
temperatura, pode haver interferências na medição
de vazão, em conseqüência da alteração nas
condições da mistura.
6 NBR 13403/1995
4.7.3.2 Método de traçadores corantes
4.7.3.2.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) não necessita de equipamento especial para a
detecção do traçador utilizado, exceto para o traça-
dor fluorescente;
b) possui baixo custo, dependendo da substância
utilizada.
4.7.3.2.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) a principal fonte de imprecisão é a perda por adsor-
ção do material traçador;
b) para traçador fluorescente, há necessidade de apa-
relho especial para sua detecção (por exemplo:
fluorômetro);
c) não é recomendável para massas líquidas que
apresentem cor.
4.7.3.3 Método de traçadoresradioativos
4.7.3.3.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) é o método mais rápido de detecção por traçador;
b) é um método preciso;
c) os traçadores radioativos são detectáveis em con-
centrações muito baixas.
4.7.3.3.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) o aparelho de detecção é específico e de alto custo;
b) há necessidade de pessoal qualificado e creden-
ciado por órgão governamental;
c) há necessidade de proteção radiológica aos ope-
radores;
d) introduz agente contaminante no meio.
4.8 Método ultra-sônico
Os tipos usualmente mais utilizados são contador-propa-
gador (time-of-flight) e reflexão (Doppler). O primeiro é
utilizado para águas limpas e o segundo, para águas
com materiais em suspensão. Podem ser instalados em
estação acústica permanente ou por meio de aparelhos
portáteis
4.8.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) há possibilidade de medições contínuas e instan-
tâneas;
b) não introduz agente poluidor no meio líquido;
c) há possibilidade de transmissão dos resultados a
qualquer parte, via telemetria, para a estação acús-
tica permanente;
d) não é afetado por condições de remanso;
e) não interfere no fluxo.
4.8.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) há necessidade de calirações por meio de outros
métodos;
b) exige operação especializada;
c) o crescimento de plantas aquáticas causa interfe-
rências;
d) as duas seções transversais que contêm os medi-
dores (transdutores) devem ter a mesma distribui-
ção de velocidade (canal em regime uniforme);
e) transmissores de estações de rádio podem causar
interferências;
f) é sensível a vórtices;
g) a variação da turbidez na massa líquida altera a
calibração realizada.
4.9 Método eletromagnético
4.9.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) pode-se obter alta precisão;
b) a velocidade mínima detectável é 0,001 m/s;
c) é tolerante ao crescimento vegetal aquático; à pre-
sença de gases; à estratificação de temperatura; à
presença de sólidos suspensos, material flutuante;
à deposição de material na membrana isolante; e
a remanso;
d) não tem partes móveis;
e) tem rápido período de resposta (menor que 1 s);
f) com eletrodos ortogonais, pode-se determinar
também a direção do fluxo;
g) não obstrui os canais;
h) particularmente útil no caso de fluidos corrosivos,
ou quando não é desejável perfurar as paredes
do canal.
4.9.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) possui alto custo;
b) apresenta alto consumo de energia;
c) exige manutenção e limpeza dos eletrodos;
d) é suscetível à presença de campos elétricos e
magnéticos na área;
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e) turbulência e vórtices causam interferências;
f) a razão entre a largura do campo operador e a al-
tura da lâmina líquida a ser medida deve ser maior
que dois e menor que dez, quando o fundo não é
isolado, e menor que 200, quando o fundo é iso-
lado.
4.10 Método dos tubos horizontais
4.10.1 Vantagem
A curva que relaciona ye /d com a vazão Q é válida para
qualquer diâmetro d.
4.10.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) é difícil medir com precisão a lâmina (ye), devido à
superfície do jato ser curva e instável;
b) o tubo deve ter borda bem definida;
c) o tubo deve, em um comprimento pelo menos igual
a seis vezes o seu diâmetro, ser reto, perfeitamente
horizontal e ter diâmetro constante;
d) o líquido deve jorrar livremente.
4.11 Método da calha Palmer-Bowlus
A calha Palmer-Bowlus pode ser construída com forma
retangular, trapezoidal e poligonal. O princípio de opera-
ção é similar ao da calha Parshall.
4.11.1 Vantagens
As vantagens são as seguintes:
a) a calha Palmer-Bowlus pode ser instalada em sis-
temas existentes, como rede de esgotos;
b) a perda de carga é menor que para vertedores e
calha Parshall;
c) a deposição de sólidos é desprezível (autolimpeza);
d) usado sob condições adequadas, apresenta erro
de 3%.
4.11.2 Restrições
As restrições são as seguintes:
a) há necessidade de cuidados para evitar fugas sob
o aparelho, quando da sua utilização;
b) para manter precisão, a altura da lâmina líquida a
montante não deve exceder 90% do diâmetro da
tubulação e o ponto de medição a jusante deve
ser a 50% do diâmetro, a contar da entrada da ca-
lha;
c) deve ser construída uma curva de calibração para
cada calha;
d) cada calha só serve para um diâmetro de tubula-
ção.
	licenca: Cópia não autorizada