Hidrômetros de medição individualizada: perda de carga e escolha

Na medição individualizada, cada unidade tem seu hidrômetro no ramal, em vez de um único medidor para o prédio. Para o projeto hidráulico isso significa uma perda de carga localizada a mais no caminho de cada peça, e um medidor que precisa estar na faixa de vazão certa para medir bem.

O que as normas pedem

• A NBR 5626:2020 pede, havendo medição individualizada, um registro de fechamento a montante de cada hidrômetro (item 6.5.12.4, alínea d) e medidores em local de fácil acesso, facilmente removíveis e conforme a legislação; se o medidor vai ser instalado depois, o projeto prevê um espaçador com conexões apropriadas no lugar dele (6.5.12.7). A perda de carga dele entra no cálculo da pressão disponível das peças a jusante, como a de qualquer componente (6.14.4).
• A NBR 5626:1998 (A.2.4) dava a estimativa da perda de carga no hidrômetro, $\Delta h = (36\,Q)^2 / Q_{max}^2$, com $\Delta h$ em kPa, $Q$ em L/s e $Q_{max}$ em m³/h; na vazão máxima ela dá 100 kPa (10 mca). A tabela A.4 relacionava a vazão máxima ao diâmetro: 1,5 e 3 m³/h em DN 15 e 20; 5 m³/h em DN 20; 7 e 10 m³/h em DN 25; 20 m³/h em DN 40; 30 m³/h em DN 50.
• As classes metrológicas e as vazões nominal $Q_n$ (a de trabalho contínuo) e máxima $Q_{max}$ (admitida por curtos períodos, em geral $2\,Q_n$) são da regulamentação do Inmetro para hidrômetros (Portaria 246/2000, citada na bibliografia da NBR 5626:2020) e das normas de produto. A NBR 15538:2014 (ensaios de eficiência de medidores de água fria até $Q_3 = 25$ m³/h) define a vazão nominal $Q_n$ como a maior vazão em que o medidor deve funcionar de forma contínua dentro dos erros admissíveis (3.3) e a vazão máxima $Q_{max}$ como a maior em que ele funciona por curto período sem perder o desempenho (3.6); na nomenclatura nova (OIML), $Q_n$ corresponde a $Q_3$ e $Q_{max}$ a $Q_4$. A NBR 16666 trata da medição individualizada. O hidrômetro é escolhido para que a vazão de projeto do ramal fique entre a mínima e a nominal, chegando à máxima só nos picos.

Modelos de referência

Os hidrômetros que o UnMEP Aqua traz na biblioteca, com dados da Hidrometer:

Para um apartamento, a vazão de projeto do ramal pelo método dos pesos fica tipicamente entre 0,3 e 0,8 L/s (1,1 a 2,9 m³/h), o que leva aos multijato de 3/4" ou 1".

Como a perda de carga entra no cálculo

A perda do hidrômetro cresce com o quadrado da vazão. A partir da curva do fabricante ($\Delta h$ na vazão nominal e na máxima), a perda na vazão de projeto $Q$ é:

$$\Delta h_{hid}(Q) = \Delta h_{max} \left(\frac{Q}{Q_{max}}\right)^2$$

É a mesma forma da expressão da NBR 5626:1998 (A.2.4), que adota $\Delta h_{max} = 10$ mca na vazão máxima quando não há curva do fabricante.

No balanço trecho a trecho da pressão nas peças, ela entra como perda localizada no trecho do medidor:

$$P_f = P_i + (z_i - z_f) - J\,(L + L_{eq}) - \Delta h_{hid}$$

Exemplo resolvido

Ramal de um apartamento com vazão de projeto de 0,53 L/s (1,9 m³/h).

Escolha e perda

Multijato 3/4" de $Q_n = 2{,}5$ m³/h e $Q_{max} = 5{,}0$ m³/h: a vazão de projeto fica abaixo da nominal, com os picos cobertos pela máxima.

Pela curva do fabricante (ou pela estimativa da NBR 5626:1998, A.2.4), perda de 10 mca na vazão máxima. Perda na vazão de projeto:

$$\boldsymbol{\Delta h_{hid}(Q) = \Delta h_{max} \left(\frac{Q}{Q_{max}}\right)^2}$$$$\Delta h_{hid} = 10 \times \left(\frac{1{,}9}{5{,}0}\right)^2 = 1{,}4 \text{ mca}$$

Esse 1,4 mca é descontado da pressão disponível de todas as peças do apartamento. Num prédio onde o último andar já está no limite, é o que define usar o multijato de 1" (perda de 0,7 mca na mesma vazão) ou subir a caixa.

Como o UnMEP Aqua calcula

O hidrômetro é uma família de equipamento da biblioteca UnMEP, inserida no ramal de cada unidade. Ao calcular a pressão de uma peça:

1. O Aqua percorre o caminho até o reservatório e, no hidrômetro, lê o parâmetro UnMEP: Perda de Carga Localizada (mca).
2. Nas famílias dos modelos acima, esse parâmetro é calculado pela própria família, a partir da vazão que o Aqua grava nela: a curva do fabricante foi linearizada entre os pontos nominal e máximo. Numa família genérica, você informa a perda direto no parâmetro.
3. A perda entra no trecho como perda localizada e aparece no memorial, descontada da pressão final.

O mesmo parâmetro serve ao hidrômetro geral da entrada no cálculo do alimentador predial.

Passo a passo no plugin: Como verificar a pressão nas peças de água fria? e Entenda: o que o modelo precisa ter.

Perguntas frequentes

Preciso definir a marca do hidrômetro no projeto? Não. Em geral a concessionária ou o condomínio define depois. Dimensione com um modelo de referência da classe e bitola certas e registre no memorial a perda considerada; na obra, confira se o modelo instalado perde igual ou menos.

Hidrômetro no ramal de água quente? Sim, quando a medição individualiza também a água quente central. Ele perde carga do mesmo jeito e entra no cálculo da pressão das peças de água quente.

Fontes

• ABNT NBR 5626:2020, Sistemas prediais de água fria e água quente: projeto, execução, operação e manutenção (6.5.12.4 e 6.5.12.7).
• ABNT NBR 5626:1998, Instalação predial de água fria (A.2.4 e tabela A.4, perda de carga e vazão máxima de hidrômetros).
• ABNT NBR 16666, Medição individualizada de água em edificações.
• ABNT NBR 15538:2014, Medidores de água potável: ensaios para avaliação de eficiência (itens 3.3 e 3.6, vazões nominal e máxima).
• Catálogo Hidrometer, hidrômetros unijato e multijato (vazões e curvas de perda de carga).