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A OTIMIZAÇÃO DA OPERAÇÃO
VXIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS –
BH – 2014
Geólogo José Paulo G. M. Netto
Exemplo de Recuperação
de Investimentos
• Poço R$ 50.000,00• Licenças R$ 10.000,00• Bomba R$
18.000,00• Cloração ( implantação) R$ 1.500,00• Obras complementares R$
5.500,00TOTAL ESTIMADO R$
85.000,00
Vazão de Produção 5,0 m³/hTempo de operação 600 h/mêsVazão Mensal produzida 3.000 m³/
mês
• Custo com Cloração R$ 700,00• Estimativa de manutenção no
Poço e bomba (cada 18 meses) R$ 400,00• Análises de Água ( 4 Anexo I +
02 Tabela I,VII, X da 2.914)(*) R$ 800,00• Energia Elétrica R$ 1.000,00
(*) Engloba custos fixos independente da vazão
Só água = deve pagar o esgoto
Resumo dos Exemplos
Conceitos
SoloNível Estático (NE)
Souza, J.C.S. modificado Martins Netto, 2009 Abes
Solo
NÍVEL DINÂMICO (ND)
Souza, J.C.S. modificado Martins Netto, 2009 Abes
Solo
REBAIXAMENTO (S)S = ND -NE
Souza, J.C.S. modificado Martins Netto, 2009 Abes
Solo
CONE DEREBAIXAMENTO
Souza, J.C.S. modificado Martins Netto, 2009 Abes
É um parâmetro usado normalmente na definição da
capacidade de produção dos poços.
Capacidade Específica (Q/S)
(Q/s) em (m³/h/m)
Fonte: Feitosa, F.A.C., 2008
Exploração em Regime de Interferência
r
12
Fonte: Feitosa, F.A.C., 2008
Interferências múltiplas entre poços
Equipamentos de Exploração
Especificação de Compra de BombasCaracterísticas do Sistema: • Quantidade de areia, temperatura da água e análise
físico química.• Vazão necessária que a bomba deverá recalcar.• Altura manométrica total.• Perdas de carga em tubulações (ᴓ tubulação, conexões,
válvulas)• ᴓ do revestimento do poço, NE, ND e profundidade
Curva da Bomba
(Q) - Vazão
(H) – Altura Manométrica
Curva do Sistema
Ponto de Trabalho
SHUT OFF
Especificação de Compra de Bombas
Fatores Relevantes: • Buscar o rendimento máximo do conjunto
bombeador para o ponto de exploração (HMT e Q)
• Acompanhar quedas de vazão para que não ocorram reduções na eficiência do conjunto, com consequente aumento do consumo de energia elétrica
• Calcular o consumo de energia ao longo do tempo e aplicar este fator no preço do conjunto bombeador
• Trabalhar com materiais adequados (inox,ferro fundido)
• Confiabilidade e prazo para manutenções
BOMBAS LEÃO S.A.
Eficiência dos Conjuntos
Bombeadores
Testes de Vazão
poço: Produtor nº poço: 01 município: São Paulo
contratante: Ed. Grand Palais local: São Paulo
tipo de teste: 2 REBAIXAMENTO
EQUIPAMENTO DE BOMBEAMENTO
tipo: Bomba Submersa marca: Ebara potência (cv):
diam.(pol.): 6 nº estag.: prof.crivo (m): 150
prof. N.E.(m):(solo) 83,62 referência de medidas: 1,70
início término
data: 02/09/2008 hora: 10:30 data: 03/09/2008 hora: 10:30
hora t (min) N.D.(m) Q (l/h) s med (m) T ( seg) observações
10:30 0
10:31 1 91,41 12,0 7,79 30
10:32 2 98,77 10,3 15,15 35
10:33 3 105,60 8,8 21,98 41 água limpa
10:34 4 110,18 8,4 26,56 43
10:35 5 115,59 8,0 31,97 45
10:36 6 119,91 7,2 36,29 50
10:37 7 123,65 40,03
10:38 8 126,64 7,1 43,02 51
10:39 9 129,82 46,20
10:40 10 132,42 48,80
10:42 12 137,19 6,8 53,57 53
10:44 14 141,11 6,4 57,49 56
10:46 16 143,16 6,1 59,54 59 Fechando registro
10:48 18 143,42 59,80
10:50 20 143,62 4,1 60,00 87 Regulando vazão
10:55 25 143,38 4,5 59,76 80
11:00 30 143,46 4,4 59,84 82
11:05 35 143,30 4,4 59,68 82 Regulando vazão
11:10 40 142,96 4,5 59,34 80
11:20 50 143,00 4,5 59,38 80
11:30 60 142,76 4,4 59,14 82 Regulando vazão
TESTE DE BOMBEAMENTO
Planilha de teste
Exemplos
Test Date 27/mai/08Pumping Duration 1620,00Nivel estático 4,56Vazão Bombeamento(m3/h) 496,00Distancia do poço (m) 20,00Taxa Bombeamento(m3/s) 0,1378
Time Since WaterPumping Level DrawdownStarted s'(min) (m) (m)
1 6,138 1,582 7,623 3,063 8,04 3,484 8,338 3,785 8,582 4,026 8,757 4,198 9,042 4,48
10 9,273 4,7112 9,444 4,8815 9,65 5,0920 9,938 5,3825 10,185 5,6230 10,34 5,7840 10,631 6,0750 10,88 6,3260 11,065 6,5070 11,236 6,6780 11,39 6,83
100 11,648 7,09120 11,828 7,27150 12,092 7,53180 12,273 7,71240 12,565 8,00300 12,796 8,23360 12,97 8,41420 13,097 8,53540 13,361 8,80600 13,473 8,91660 13,59 9,03720 13,698 9,14780 13,793 9,23840 13,893 9,33960 14,053 9,49
1080 14,151 9,591200 14,261 9,701320 14,374 9,811440 14,472 9,911620 14,694 10,13
Transmissivity (m2/h) 38,96 2,33Transmissivity (m2/s) 0,010821173 Y Intercept 2,37
Storativity 4,75E-04 r 1,00t intercept 7,8
ANALYSIS OF DRAWDOWN USING JACOB METHOD
Exemplos de Interpretação de teste de bombeamento
Martins Netto, 2009 ABES
ANALYSIS OF DRAWDOWN USING THEIS METHOD
Exemplos de Interpretação de teste de bombeamento
Martins Netto, 2009 ABES
1 10 100 1000 10000 100000 10000000,1
1
10
100GRÁFICO DA FUNÇÃO DE THEIS
W(u
)
1/u
1 10 100 1000 100000,1
1
10
r = 0,05 m
r2 = 0,0025 m2
u = r2.S/4T.t
S = 4.T.t.u/r2
S = 4.11,3.10 /0,0025.60.819093S = 0,00368
Q = 14,2 m3/hT = Q.W(u)/4.sT = 14,2.10/4.1
T = 11,3 m2/h
s = 1 mt = 10 min
Ponto coincidenteW(u) = 10
1/u = 819093
Método da superposição de Theis para cálculo dos parâmetros hidrodinâmicos do aqüífero sedimentar no local do Poço "Radial" em Boiçucanga, São Sebastião.
Curva de rebaixamento do Poço "Radial" em Boiçucanga
Reb
aixa
men
to (
m)
Tempo (minutos)
Exemplos de Interpretação de teste de bombeamento
Martins Netto, 2009 ABES
GRÁFICO s/Q x Q
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0 20 40 60 80 100 120 140 160
s/Q (m/m3/h)
Q (m3/h)
B
C = tg
Bianchi Netto, 2009 ABES modificado Martins Netto, 2010
Equação característica do poço
s=BQ + CQ2
Temos pelo gráfico:
B = 0,1564 C = 0,00027430
s = 0,1564 x Q + 0,00027430 x Q x Q
Opção 1 – Vazão de 120 m3/h.
s = 0,1564 x 120 + 0,00027430 x 120 x 120
s = 18,767 + 3,94992
s = 22,71 m
Nível Dinâmico Projetado = s + Nível estático
ND = 22,71 + 63,11 = 85,82 m
Bianchi Netto, 2009 ABES modificado Martins Netto, 2010
Eficiência
== 1
1 + 0,00027430 x 120/0,1564
S = BQ + CQ2
Temos pelo gráfico:
B = 0,1564 C = 0,00027430
e =(BQ/BQ + CQ2) x 100
e = BQ = 1
BQ + CQ2 1 + CQ/B
1
1 + CQ/Be = 0,8261 x 100
= 82,61%
Bianchi Netto, 2009 ABES modificado Martins Netto, 2010
Ponto Crítico
Rebaixamentos Relativamente Pequenos (Fluxo Laminar)s(m)
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120Q (m3/h)
Rebaixamentos Acentuados
(Fluxo Turbulento)PONTO
CRÍTICO
Noções de Ponto Crítico
Bianchi Netto, 2009 ABES modificado Martins Netto, 2010
Acesso ao local
‘
Lins é exclusivamente abastecido por água subterrânea, 68% através de 2 poços no Aquífero Guarani, 28% de 10 poços na Formação Serra Geral e 4% em 3 poços na Formação Adamantina.
Os poços do aqüífero Cristalino possuem caráter estratégico: contribuem para a adequação dos teores de flúor, que são excedentes na água captada no aquífero Guarani.
Dados
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
Localização dos Poços emLins- SP
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
Volume Produzido – P3
Dados Opeacionais 2000-2005
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
Dataloggers
Martins Netto, 2009 ABES
65,0
65,5
66,0
66,5
67,0
67,5
68,0
68,5
69,0
69,5
70,0
70,5
71,0
71,5
72,0
72,5
73,0
73,5
74,0
74,5
75,0
75,5
76,0
26/12/06 0:00 27/12/06 0:00 28/12/06 0:00 29/12/06 0:00 30/12/06 0:00 31/12/06 0:00 1/1/07 0:00 2/1/07 0:00 3/1/07 0:00 4/1/07 0:00 5/1/07 0:00 6/1/07 0:00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
ND[M] VAZÃO[M3/H]
Nível mínimo = 67,33 m
Vazão Mínima = 24 m3/h
Rebaixamento máximo = 7,51 m
PPS.3 - NÍVEL X VAZÃO - PERÍODO COMPLETO
Vazão máxima = 26,95 m3/h
NÍVEL MÁXIMO = 74,84 m
Períodos selecionados
NÍVEL x VAZÃO (P. 3) Período Completo
65
76 0
28
ND (m)Vazão(m3/h)
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
Conclusões
1. A metodologia e equipamentos empregados foram adequados.
2. Os regimes de bombeamento são irregulares em função do sistema de automação, com elevado número de liga/desliga dos equipamentos.
3. Os poços operam de forma ociosa, o volume captado esta abaixo do disponível.
4. Os rebaixamentos são incipientes.
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
Recomendações
1. Efetuar manutenções com Produtos a base de Ortofosfatos Ácidos para remoção de incrustações e manutenção das vazões.
2. Alterar o sistema de automação: aumentar o tempo de operação.
3. Reavaliar as condições de bombeamento: melhoria da capacidade de rebaixamento e consequente aumento da produção.
4. Monitoramento permanente dos poços.Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
O Aumento da produção de água e
Recuperação de Investimentos com a
Manutenções de Poços
Resultados Obtidos em 19 Poços Reabilitados com NO RUST na SABESP
LOCAL POÇO Prof.AnoPerf.
Vazãoespecífica
ANTES
VazãoespecíficaDEPOIS
Aumento %da vazão
Específica
Caçapava P21A 203 1991 7,619 11,682 53,28
Canas P2 141 1985 1,680 2,160 28,57
Cesário Lange Fz Velha P2 151 1984 0,008 0,035 337,00
Cesário Lange Fz Velha P3 206 1989 0,038 0,056 67,85
Dolcinópolis P2 160 1979 0,500 0,800 60,00
Guararema Parateí P3 76 1999 0,214 0,313 46,26
Marabá Pta. P3 133 - 0,800 1,500 87,50
Miracatu Sta. Rita 85 1985 0,181 0,283 56,25
Orindiuva P3 252 1990 0,106 0,152 44,02
P. Bernardes P12 360 1996 0,380 0,480 24,90
Piacatu P4 150 1980 0,100 0,150 57,14
Pirapozinho P10 238 1991 0,313 0,337 8,00
Prudente P13 203 1986 0,650 0,920 41,53
S. J. 2 Pontes P2 200 1990 0,280 0,350 26,90
S. J. 2 Pontes P5 200 1995 0,230 0,270 14,80
S. Lourenço Serra Despésio 150 1981 0,056 0,120 114,01
Sete Barras Rib. Serra 150 1981 0,080 0,090 13,44
Taciba P4 220 1988 0,250 0,330 32,01
Valentim Gentil P10 390 1997 2,080 2,460 18,27
Fonte: AESABESP, 2007– Martins Netto, JPG
Aumento % da Vazão Específica após reabilitação, em 19 poços SABESP
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00C
açap
ava
Can
as
Ces
ário
Lan
ge
Ces
ário
Lan
ge
Dol
cinó
polis
Gua
rare
ma
Para
tei
Mar
abá
Pta.
Mira
catú
Orin
diuv
a
P. B
erna
rdes
Piac
atu
Pira
pozi
nho
Prud
ente
S. J
. 2 P
onte
s
S. J
. 2 P
onte
s
S. L
oure
nço
Serr
a
Sete
Bar
ras
Taci
ba
Vale
ntim
Gen
til
%
Fonte: AESABESP, 2007– Martins Netto, JPG
LOCAL POÇO Prof.Ano
Perfuração
Redução percentual do consumo deenergia elétrica
Caçapava P21A 203 1991 - 23,01
Canas P2 141 1985 - 8,00
Cesário Lange Fz. Velha P2 151 1984 - 33,01
Cesário Lange Fz. Velha P3 206 1989 - 45,19
Dolcinópolis P2 160 1979 - 34,63
Guararema Parateí P3 76 1999 - 14,10
Marabá Pta. P3 133 - - 43,47
Miracatú Sta. Rita 85 1985 - 22,58
Orindiuva P3 252 1990 - 18,42
P. Bernardes P12 360 1996 - 10,63
Piacatu P4 150 1980 - 6,50
Pirapozinho P10 238 1991 - 6,30
Prudente P13 203 1986 - 21,37
S. J. 2 Pontes P2 200 1990 - 6,70
S. J. 2 Pontes P5 200 1995 - 7,93
S. Lourenço Serra Despésio 150 1981 - 6,80
Sete Barras Ribeirão da Serra 150 1981 - 6,80
Taciba P4 220 1988 - 42,20
Valentim Gentil P10 390 1997 - 8,30
Redução Percentual do Consumo de Energia Elétrica após Reabilitação
Fonte: AESABESP, 2007– Martins Netto, JPG
Redução Percentual do Consumo de Energia Elétrica após a reabilitação, em 19 poços SABESP
-50,00
-40,00
-30,00
-20,00
-10,00
0,00
10,00
Caçap
ava
Can
as
Cesário
Lan
ge
Cesário
Lan
ge
Do
lcinó
po
lis
Gu
ararema P
aratei
Marab
á Pta.
Miracatú
Orin
diu
va
P. B
ernard
es
Piacatu
Pirap
ozin
ho
Pru
den
te
S. J. 2 P
on
tes
S. J. 2 P
on
tes
S. L
ou
renço
Serra
Sete B
arras
Tacib
a
Valen
tim G
entil
%
Fonte: AESABESP, 2007– Martins Netto, JPG
Estudo de caso
A Recuperação do Poço SABESP Fernandópolis P15, Com 1460 M de Profundidade Com
Ortofosfatos Ácidos
PERFIL CONSTRUTIVO ORIGINAL (1976)
Fm. Serra Geral
Fm. Botucatu/Pirambóia (Guarani)
1285 m
74 m - 25”
214 m/12.1/4”74 m Tubo de
Aço – 19”
1287 m – 9.7/8”
1460 m - 8.1/2”
1261,40 m – Rosca Esquerda
Filtros Espiralados 6”
Cimentação
74,60 m
Fm. Adamantina
Pré-filtro incompleto
SABESP –Fernandópolis - SPAntes da desincrustação química, 18.000 l/hQ/s = 0,500 m³/h/m= poço paralisado
SABESP –Fernandópolis - SPDepois -Q/s = 8,600 m³/h/m =
operação com 200.000 l/h com ND 55,00 m
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1976 vazão inicial
de teste
1993 após 1ª
intervenção
2007 com forte queda de
vazão
2008 paralisado por baixa
vazão
2009 após a
reabilitação
8,01 7,4
2,75
0,5
8,92
Capa
cida
de E
spec
[ifica
em
m³/h
/mCapacidade Específica ao longo do tempo
Resultados
Martins Netto, et al. – Silubesa 2010
0
50
100
150
200
250
300
2007 agravamento
dos problemas
2008 na paralisação
2009 após a
reabilitação
2009 possível de ser explorada com mesmo ND de
2007
102
18
210
300
Vazã
o de
pro
duçã
o em
m³/h
Produção de água antes e após os trabalhos
Resultados
Martins Netto, et al. – Silubesa 2010
2,63
1,62
0,98
2,75
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
m³ d
e ág
ua p
rodu
zida
por
Kw
con
sum
ido
Produção de água em m³ por Kw consummido
Resultados
Martins Netto, et al. – Silubesa 2010
Manutenção e Reabilitação de
Poços
Manutenção Preventiva é Mais Barata que
corretiva !
O Controle sistemático da manutenção de
máquinas e equipamentos, é considerado um ponto alto de redução de custos operacionais.
O dinheiro aplicado em programas de
manutenção é, na verdade, um investimento, que proporciona redução nos custos operacionais e grande possibilidade de retorno de investimentos.
Fatos
Um correto programa de manutenção alonga os intervalos entre as operações, além de: Aumentar a produção de água Diminuir os custos nas paralisações Reduzir o consumo de energia elétrica Melhorar a qualidade da água Minimizar custos de tratamento Alongar a vida dos equipamentos Diminui a necessidade de novas
Perfurações
As Manutenções Corretivas são realizadas em caráter emergencial, por falta de manutenções preventivas ( fora casos de raios, sobrecarga e outros acidentes), e tem custo muito superior do que as manutenções preventivas.
Usualmente não são realizadas de forma adequada, por falta de tempo ou disponibilidade de recurso.
Frequência entre Manutenções
Usualmente se adotam os critérios abaixo para a realização de manutenções preventivas:
Poços de Rocha: 18 a 24 meses Poços de Sedimento: 12 a 18 meses Manutenção das bombas: 10.000 h de
operação
Poços podem requer intervalos mais curtos.
Quem ajusta a frequência de manutenção é o próprio poço.
Metodologia e produtos incorretos implicam em redução do tempo entre manutenções e aumento de custo.
Frequência entre manutenções:
Diferenças
Diferenças
Manutenções• Trocas de bombas e tubulações• Manutenções em poços que ainda não
apresentaram problemas significativos, visando remover incrustações e não permitir o avanço dos problemas (preventivo)
Reabilitação• Processos de desincrustação química para
remoção de incrustações mais profundas, reabilitação de vazão e qualidade (corretivo)
• Intervenções em poços rompidos
PMartins Netto, J.P.G. 2009 ABES
Ferro +ferro bactérias
Deformação na tela
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
Variações de 7 a 10% na vazão
Mexeu no registro
Variações de 7 a 10% na vazão; mexeu no registro
Martins Netto, J.P.G. 2007
Químicos e Bactericidas
Bactericida para Poços isento de Cloro
O FERBAX é um bactericida patenteado, isento de cloro, (não gera THM) não deixa resíduos, desenvolvido para aplicações em poços e com capacidade de eliminação de ferro-bactérias.
Sua ação é imediata e eficiente pois: Mata as ferro-bactérias
Destrói o filme biológico e depósitos orgânicos Controla a formação de novas colônias
O que é o FERBAX, e sua ação
Desincrustante a base de Ortofosfatos Ácidos
É um poderoso desincrustante a base de ortofosfatos com características ácidas, desenvolvido especialmente para aplicação em poços
Sua ação é muito rápida,segura e inerte aos componentes do Poço e Meio Ambiente
Suporta operações com ar comprimido
Possui Certificados de produto não tóxico tipo DL 50 e de isenção de metais pesados
+
(-)
O que é o NO RUST
Problemas de Rompimento em
Poços
Fluxo restrito por incrustações
Rompimento
Dinâmica do Problema e Solução
Após a manutenção
Martins Netto, J.P.G. 2007
Martins Netto, 2007
Faça
Manutenções
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
MUITO OBRIGADOA TODOS !
Geol. José Paulo G. M. Netto
11 – 5096 5888